《30天自制操作体系》第9天

夜炙至尊

第九天内乱存办理

1.收拾整顿源文件

那一节只是停止了代码收拾整顿，把鼠标键盘相关的内乱容转移到了特定的文件里。

2.内乱存容量检查（1）

要做内乱存办理，起首得明白内乱存的容量，怎样明白内乱存的容量呢？BIOS能够报告我们谜底。但利用BIOS略微有面贫穷，因而，做者决议本人写法式检查内乱存容量。
内乱存检查法式次要有以下几步：

检查CPU是386芯片仍是486芯片。若为486芯片，则抑制cache。（386出有cache）
不竭背内乱存写进然后读与数据。假设写进战读与的内乱容一样，则内乱存毗连一般。

怎样断定CPU是386仍是486呢？那里需求用到形态存放器。形态存放器的第18位AC位（Alignment Check，对齐检查），正在386中即便将它设置为1，它也会酿成0，而486中没有会呈现这类状况。因而，按照那个特性，我们就能够断定出CPU是386仍是486的，然后再肯定需没有需求抑制缓存。相关的代码以下所示。

unsigned int memtest(unsigned int start, unsigned int end)
{
char flg486 = 0;
unsigned int eflg, cr0, i;
/* 确认CPU是386仍是486以上 */
eflg = io_load_eflags();
eflg |= EFLAGS_AC_BIT; /* 对AC地位1 */
io_store_eflags(eflg);
eflg = io_load_eflags();
if ((eflg & EFLAGS_AC_BIT) != 0) /* 假如是386，即便设定AC=1，AC的值借会主动回到0 */
{
flg486 = 1;
}
eflg &= ~EFLAGS_AC_BIT; /* 将AC地位0 */
io_store_eflags(eflg);
if (flg486 != 0)
{
cr0 = load_cr0();
cr0 |= CR0_CACHE_DISABLE; /* 制止缓存 */
store_cr0(cr0);
}
i = memtest_sub(start, end);
if (flg486 != 0)
{
cr0 = load_cr0();
cr0 &= ~CR0_CACHE_DISABLE; /* 许可缓存 */
store_cr0(cr0);
}
return i;
}

复造代码

其中，减载战保存掌握存放器0（CR0）的函数定义以下。

_load_cr0: ; int load_cr0(void);
MOV EAX, CR0
RET
_store_cr0: ; void store_cr0(int cr0);
MOV EAX, [ESP + 4]
MOV CR0, EAX
RET

复造代码

接下去是第两步，背内乱存读写数据，检查内乱存能否准确。

unsigned int memtest_sub(unsigned int start, unsigned int end)
{
unsigned int i, *p, old, pat0 = 0xaa55aa55, pat1 = 0x55aa55aa;
for (i = start; i <= end; i += 4)
{
p = (unsigned int *) i;
old = *p; /* 先记着修正前的值 */
*p = pat0; /* 试写 */
*p ^= 0xffffffff; /* 反转 */
if (*p != pat1) /* 查抄反转成果 */
{
not_memory:
*p = old;
break;
}
*p ^= 0xffffffff; /* 再次反转 */
if (*p != pat0) /* 查抄值能否规复 */
{
goto not_memory;
}
*p = old; /* 规复为修正前的值 */
}
return i;
}

复造代码

运转的显现以下。

那里显现内乱存有3G内乱存，而体系内乱存实践只要32M，那较着不合错误，是甚么处所堕落了？

3.内乱存内乱容检查（2）

上一节为何会堕落呢？那齐皆是编译器的锅。
正在从C言语转换成汇编的过程当中，编译器发明内乱存检查过程当中出有甚么实践的改动，便把那段给劣化失落了。好比，起首给一个地点存进0xaa55aa55，翻转后酿成0x55aa55aa，然后再次反改变成0xaa55aa55，从结果而行并出有发作甚么变革。
为了避免代码被劣化，接纳汇编代码编写内乱存检查的函数。

unsigned int memtest_sub(unsigned int start, unsigned int end)
{
unsigned int i, *p, old, pat0 = 0xaa55aa55, pat1 = 0x55aa55aa;
for (i = start; i <= end; i += 0x1000)
{
p = (unsigned int *) (i + 0xffc);
old = *p; /* 先记着修正前的值 */
*p = pat0; /* 试写 */
*p ^= 0xffffffff; /* 反转 */
if (*p != pat1) /* 查抄反转成果 */
{
not_memory:
*p = old;
break;
}
*p ^= 0xffffffff; /* 再次反转 */
if (*p != pat0) /* 查抄值能否规复 */
{
goto not_memory;
}
*p = old; /* 规复为修正前的值 */
}
return i;
}

复造代码

memman_init初初化MEMMAN构造体成员，memman_total计较出盈余内乱存总巨细，那些皆比力简朴。

i = memtest(0x00400000, 0xbfffffff) / (1024 * 1024); /* 0x400000从前的内乱存已被利用，无需查抄 */
sprintf(s, "memory %dMB", i);
putfonts8_asc(binfo->vram, binfo->scrnx, 0, 32, COL8_FFFFFF, s);
while (1)

复造代码

从名字就能够看出memman_alloc是内乱存分派函数，接纳的是初次适应算法，也算简朴。

_memtest_sub: ; unsigned int memtest_sub(unsigned int start, unsigned int end)
PUSH EDI ; （保留EBX、ESI、EDI中的数据）
PUSH ESI
PUSH EBX
MOV ESI, 0xaa55aa55 ; pat0 = 0xaa55aa55;
MOV EDI, 0x55aa55aa ; pat1 = 0x55aa55aa;
MOV EAX, [ESP + 12 + 4] ; i = start; (因为栈中增长了3个元素，地点要多减12)
mts_loop:
MOV EBX, EAX
ADD EBX, 0xffc ; p = (i + 0xffc);
MOV EDX, [EBX] ; old = *p;
MOV [EBX], ESI ; *p = pat0;
XOR DWORD [EBX], 0xffffffff ; *p ^= 0xffffffff;
CMP EDI, [EBX] ; if (*p != pat1) goto fin;
JNE mts_fin
XOR DWORD [EBX], 0xffffffff ; *p ^= 0xffffffff;
CMP ESI, [EBX] ; if (*p != pat0) goto fin;
JNE mts_fin
MOV [EBX], EDX ; *p = old;
ADD EAX, 0x1000 ; i += 0x1000;
CMP EAX, [ESP + 12 + 8] ; if (i <= end) goto mts_loop;
JBE mts_loop
POP EBX
POP ESI
POP EDI
RET
mts_fin:
MOV [EBX], EDX ; *p = old;
POP EBX
POP ESI
POP EDI
RET

复造代码

内乱存开释的算法逻辑能够看看上里的图，了解起去该当没有会太艰难。
最初借需修正一下HariMain，那里没有做展现了，间接上结果图。

书上的内乱容到此结束。正在此，给各人一面小倡议，能够尝试本人完成一个内乱存办理算法，当利用的内乱存块很少时，书中的内乱存办理算法没有算缓，可是一旦多起去（抵达一两千的量级），所需工夫飙降（究竟结果工夫庞大度为O(n2)）。尝尝接纳单背链表或其他的数据构造，把工夫庞大度加至O(n)的程度。

实在曾经不准备写闭于《30天便宜操纵体系》的专客了，由于那本书的代码没有是很体系，可是有人问我另有后绝吗，并且我以为内乱存办理比力有效，便写了那一篇专客，前面另有使命切换、非常处置等内乱容也风趣，但我该当没有会再写了。如今正正在看《一个64位操纵体系的设想取完成》，我也很保举看那本书，代码借鉴于Linux，对当前看Linux源码或其他操纵体系的源码也有协助。

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