虚拟内存管理模块接口¶
1. 结构体概述¶
AddrSpace 结构体表示虚拟内存地址空间，包含虚拟地址范围、内存区域集合以及页表。通过该结构体提供的接口，可以对虚拟内存地址空间进行管理，包括创建、映射、解除映射、读写数据等操作。
2. 接口文档¶
2.1 基本信息查询接口¶
-
base(&self) -> VirtAddr- 功能：返回地址空间的基地址。
- 参数：无
- 返回值：
VirtAddr类型的基地址
-
end(&self) -> VirtAddr- 功能：返回地址空间的结束地址。
- 参数：无
- 返回值：
VirtAddr类型的结束地址
-
size(&self) -> usize- 功能：返回地址空间的大小。
- 参数：无
- 返回值：
usize类型的地址空间大小
-
page_table(&self) -> &PageTable- 功能：返回内部页表的引用。
- 参数：无
- 返回值：
&PageTable类型的页表引用
-
page_table_root(&self) -> PhysAddr- 功能：返回内部页表的根物理地址。
- 参数：无
- 返回值：
PhysAddr类型的页表根物理地址
-
contains_range(&self, start: VirtAddr, size: usize) -> bool- 功能：检查地址空间是否包含给定的地址范围。
- 参数：
start：VirtAddr类型的起始地址size：usize类型的地址范围大小
- 返回值：
bool类型，表示是否包含该地址范围
2.2 创建与初始化接口¶
new_empty(base: VirtAddr, size: usize) -> AxResult<Self>- 功能：创建一个新的空地址空间。
- 参数：
base：VirtAddr类型的基地址size：usize类型的地址空间大小
- 返回值：
AxResult<Self>类型，表示创建结果
2.3 页表映射操作接口¶
-
copy_mappings_from(&mut self, other: &AddrSpace) -> AxResult- 功能：从另一个地址空间复制页表映射。
- 参数：
other：&AddrSpace类型的另一个地址空间引用
- 返回值：
AxResult类型，表示操作结果 - 注意事项：复制的页表项在丢弃时会被清除，可能会影响原页表。可使用
clear_mappings解决。
-
clear_mappings(&mut self, range: VirtAddrRange)- 功能：清除给定地址范围内的页表映射。
- 参数：
range：VirtAddrRange类型的地址范围
- 返回值：无
2.4 内存区域管理接口¶
-
find_free_area(&self, hint: VirtAddr, size: usize, limit: VirtAddrRange) -> Option<VirtAddr>- 功能：查找一个可以容纳给定大小的空闲区域。
- 参数：
hint：VirtAddr类型的提示地址size：usize类型的所需大小limit：VirtAddrRange类型的限制范围
- 返回值：
Option<VirtAddr>类型，表示空闲区域的起始地址，如果未找到则返回None
-
map_linear(&mut self, start_vaddr: VirtAddr, start_paddr: PhysAddr, size: usize, flags: MappingFlags) -> AxResult- 功能：添加一个新的线性映射。
- 参数：
start_vaddr：VirtAddr类型的起始虚拟地址start_paddr：PhysAddr类型的起始物理地址size：usize类型的映射大小flags：MappingFlags类型的映射标志
- 返回值：
AxResult类型，表示操作结果
-
map_alloc(&mut self, start: VirtAddr, size: usize, flags: MappingFlags, populate: bool) -> AxResult- 功能：添加一个新的分配映射。
- 参数：
start：VirtAddr类型的起始虚拟地址size：usize类型的映射大小flags：MappingFlags类型的映射标志populate：bool类型，表示是否预填充
- 返回值：
AxResult类型，表示操作结果
-
populate_area(&mut self, start: VirtAddr, size: usize) -> AxResult- 功能：用物理帧填充指定区域。
- 参数：
start：VirtAddr类型的起始虚拟地址size：usize类型的区域大小
- 返回值：
AxResult类型，表示操作结果
-
unmap(&mut self, start: VirtAddr, size: usize) -> AxResult- 功能：移除指定虚拟地址范围内的映射。
- 参数：
start：VirtAddr类型的起始虚拟地址size：usize类型的地址范围大小
- 返回值：
AxResult类型，表示操作结果
-
unmap_user_areas(&mut self) -> AxResult- 功能：移除地址空间中的用户区域映射。
- 参数：无
- 返回值：
AxResult类型，表示操作结果
2.5 数据读写接口¶
-
read(&self, start: VirtAddr, buf: &mut [u8]) -> AxResult- 功能：从地址空间中读取数据。
- 参数：
start：VirtAddr类型的起始虚拟地址buf：&mut [u8]类型的缓冲区
- 返回值：
AxResult类型，表示操作结果
-
write(&self, start: VirtAddr, buf: &[u8]) -> AxResult- 功能：向地址空间中写入数据。
- 参数：
start：VirtAddr类型的起始虚拟地址buf：&[u8]类型的缓冲区
- 返回值：
AxResult类型，表示操作结果
2.6 映射保护与验证接口¶
-
protect(&mut self, start: VirtAddr, size: usize, flags: MappingFlags) -> AxResult- 功能：更新指定虚拟地址范围内的映射。
- 参数：
start：VirtAddr类型的起始虚拟地址size：usize类型的地址范围大小flags：MappingFlags类型的映射标志
- 返回值：
AxResult类型，表示操作结果
-
check_region_access(&self, range: VirtAddrRange, access_flags: MappingFlags) -> bool- 功能：检查对指定内存区域的访问是否有效。
- 参数：
range：VirtAddrRange类型的内存区域范围access_flags：MappingFlags类型的访问标志
- 返回值：
bool类型，表示访问是否有效
2.7 异常处理接口¶
handle_page_fault(&mut self, vaddr: VirtAddr, access_flags: MappingFlags) -> bool- 功能：处理给定地址的页错误。
- 参数：
vaddr：VirtAddr类型的虚拟地址access_flags：MappingFlags类型的访问标志
- 返回值：
bool类型，表示页错误是否处理成功
2.8 克隆接口¶
clone_or_err(&mut self) -> AxResult<Self>- 功能：克隆一个
AddrSpace，通过在新页表中重新映射所有内存区域并复制用户空间的数据。 - 参数：无
- 返回值：
AxResult<Self>类型，表示克隆结果
- 功能：克隆一个
2.9 调试与清理接口¶
-
fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result- 功能：实现
Debug特性，用于格式化输出AddrSpace的信息。 - 参数：
f：&mut fmt::Formatter类型的格式化器
- 返回值：
fmt::Result类型，表示格式化结果
- 功能：实现
-
drop(&mut self)- 功能：实现
Drop特性，在AddrSpace被丢弃时清除所有映射。 - 参数：无
- 返回值：无
- 功能：实现