练习3：释放某虚地址所在的页并取消对应二级页表项的映射
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释放某虚地址所在的页并取消对应二级页表项的映射
练习内容
当释放一个包含某虚地址的物理内存页时，需要让对应此物理内存页的管理数据结构 Page 做相关的清除处理，使得此物理内存页成为空闲；另外还需把表示虚地址与物理地址对应关系的二级页表项清除。请仔细查看和理解 page_remove_pte 函数中的注释。为此，需要补全在 kern/mm/pmm.c 中的 page_remove_pte 函数。
练习细节
按照惯例，先来看一下需要编写的 page_remove_pte 的注释：
// File: pmm.c
//page_remove_pte - free an Page sturct which is related linear address la
// - and clean(invalidate) pte which is related linear address la
//note: PT is changed, so the TLB need to be invalidate
static inline void
page_remove_pte(pde_t *pgdir, uintptr_t la, pte_t *ptep) {
/* LAB2 EXERCISE 3: YOUR CODE
*
* Please check if ptep is valid, and tlb must be manually updated if mapping is updated
*
* Maybe you want help comment, BELOW comments can help you finish the code
*
* Some Useful MACROs and DEFINEs, you can use them in below implementation.
* MACROs or Functions:
* struct Page *page pte2page(*ptep): get the according page from the value of a ptep
* free_page : free a page
* page_ref_dec(page) : decrease page->ref. NOTICE: ff page->ref == 0 , then this page should be free.
* tlb_invalidate(pde_t *pgdir, uintptr_t la) : Invalidate a TLB entry, but only if the page tables being
* edited are the ones currently in use by the processor.
* DEFINEs:
* PTE_P 0x001 // page table/directory entry flags bit : Present
*/
#if 0
if (0) { //(1) check if this page table entry is present
struct Page *page = NULL; //(2) find corresponding page to pte
//(3) decrease page reference
//(4) and free this page when page reference reachs 0
//(5) clear second page table entry
//(6) flush tlb
}
#endif
}
首先，这里说明了函数的作用，即释放一个与线性地址 la 相关联的 Page struct，并且清理（使无效）与线性地址 la相关的 pte。
注意：PT 被改变，所以 TLB 需要被无效化。
接下来结合注释跟代码的提示就很容易写出啦，比如 (1) 就是检查标志位，(2) 调用 pte2page，(3) 使用 page_ref_dec 减少 Page 的引用计数等等。
参考答案：
static inline void
page_remove_pte(pde_t *pgdir, uintptr_t la, pte_t *ptep) {
if (*ptep & PTE_P)
{
struct Page * page = pte2page(*ptep);
if (page_ref_dec(page) == 0)
free_page(page);
*ptep = 0;
tlb_invalidate(pgdir, la);
}
}
问题分析
数据结构Page的全局变量（其实是一个数组）的每一项与页表中的页目录项和页表项有无对应关系？如果有，其对应关系是啥？
首先来看一下全局变量
pages的定义：// virtual address of physicall page array struct Page *pages;还有结构体
Page的定义：/* * * struct Page - Page descriptor structures. Each Page describes one * physical page. In kern/mm/pmm.h, you can find lots of useful functions * that convert Page to other data types, such as phyical address. * */ struct Page { int ref; // page frame's reference counter uint32_t flags; // array of flags that describe the status of the page frame unsigned int property; // the num of free block, used in first fit pm manager list_entry_t page_link; // free list link };再来复习一下上一个练习中的知识：线性地址
la是由页目录项 PDE、页表项 PTE、页偏移 PGOFF 组成的。结合以上知识，就很容易想到，对于每个有效的页目录项或者页表项，都有一个
page都记录着其信息。如果希望虚拟地址与物理地址相等，则需要如何修改lab2，完成此事？ 鼓励通过编程来具体完成这个问题
结合参考文献，将虚拟地址与物理地址的偏移改为
0即可。