proj8：支持页换入换出

proj8项目组成

编译并运行proj8的命令如下：

make
make qemu

则可以得到如下显示界面

proj8
│   ├── driver
│   │   ├── …
│   │   ├── ide.c
│   │   └── ide.h
│   ├── fs
│   │   ├── fs.h
│   │   ├── swapfs.c
│   │   └── swapfs.h
│   ├── mm
│   │   ├── ……
│   │   ├── memlayout.h
│   │   ├── pmm.c
│   │   ├── swap.c
│   │   ├── swap.h
│   │   ├── vmm.c
│   │   └── vmm.h
│   ├── sync
│   │   └── sync.h
│   └── trap
│       ├── trap.c
│       └── ……
├── libs
│   ├── hash.c
│   └── ……
├── ……

相对于proj7，proj8主要修改和增加的文件如下：

• ide.[ch]：实现了对IDE硬盘的PIO方式的扇区读写功能，用于支持把页换入和换出硬盘。
• swapfs.[ch]：根据页和硬盘扇区的映射关系，实现了在IDE硬盘上的swap文件组织，并实现了把页写入swap文件和从swap文件读入页的功能。需要ide.[ch]的支持。
• swap.[ch]：参考Linux2.4的页替换策略，实现了一个简化的双链表页替换策略。
• memlayout.h：修改Page等关键数据结构，支持双链页替换策略。
• pmm.c：修改page_remove_pte函数，支持双链页替换策略。
• vmm.c：修改do_pgfault函数，支持页的换入换出。
• sync.h：增加lock/unlock支持，支持页的换入换出过程不会出现race condition现象。

proj8编译运行

(THU.CST) os is loading ...

Special kernel symbols:
  entry  0xc010002c (phys)
  etext  0xc010dfec (phys)
  edata  0xc012faa8 (phys)
  end    0xc0132e20 (phys)
Kernel executable memory footprint: 204KB
memory managment: buddy_pmm_manager
e820map:
  memory: 0009f400, [00000000, 0009f3ff], type = 1.
  memory: 00000c00, [0009f400, 0009ffff], type = 2.
  memory: 00010000, [000f0000, 000fffff], type = 2.
  memory: 07efd000, [00100000, 07ffcfff], type = 1.
  memory: 00003000, [07ffd000, 07ffffff], type = 2.
  memory: 00040000, [fffc0000, ffffffff], type = 2.
check_alloc_page() succeeded!
check_pgdir() succeeded!
check_boot_pgdir() succeeded!
-------------------- BEGIN --------------------
PDE(0e0) c0000000-f8000000 38000000 urw
  |-- PTE(38000) c0000000-f8000000 38000000 -rw
PDE(001) fac00000-fb000000 00400000 -rw
  |-- PTE(000e0) faf00000-fafe0000 000e0000 urw
  |-- PTE(00001) fafeb000-fafec000 00001000 -rw
--------------------- END ---------------------
check_slab() succeeded!
check_vma_struct() succeeded!
page fault at 0x00000100: K/W [no page found].
check_pgfault() succeeded!
check_vmm() succeeded.
ide 0:      10000(sectors), 'QEMU HARDDISK'.
ide 1:     262144(sectors), 'QEMU HARDDISK'.
page fault at 0x00000000: K/W [no page found].
page fault at 0x00000000: K/W [no page found].
page fault at 0x00001001: K/W [no page found].
page fault at 0x00001000: K/R [no page found].
page fault at 0x00000000: K/R [no page found].
check_swap() succeeded.
++ setup timer interrupts
100 ticks

check_swap函数对ucore在proj8中建立的双链页面置换策略进行了测试，验证了其正确性，下面我们将从原理和实际实现两个方面来分析proj8中实现的页面置换算法。