QEMU源码全解析 —— 内存虚拟化(14)

接前一篇文章: QEMU源码全解析 —— 内存虚拟化(13)

本文内容参考:

《趣谈 Linux操作系统 》 —— 刘超, 极客时间

QEMU /KVM源码解析与应用》 —— 李强,机械工业出版社

QEMU内存管理模型

浅谈QEMU Memory Region 与 Address Space

【QEMU系统分析之实例篇(七)】-CSDN博客

QEMU内存分析(一):内存虚拟化关键结构体 - Edver - 博客园

特此致谢!

2. QEMU虚拟机内存初始化

上一回从整体上初步讲解了QEMU内存平坦化的核心函数 —— render_memory_region(),本回对其进行深入解析。为了便于理解和回顾,再次贴出render_memory_region函数代码,在softmmu/memory.c中,如下:

/* Render a memory region into the global view.  Ranges in @view obscure
 * ranges in @mr.
 */
static void render_memory_region(FlatView *view,
                                 MemoryRegion *mr,
                                 Int128 base,
                                 AddrRange clip,
                                 bool readonly,
                                 bool nonvolatile)
{
    MemoryRegion *subregion;
    unsigned i;
    hwaddr offset_in_region;
    Int128 remain;
    Int128 now;
    FlatRange fr;
    AddrRange tmp;

    if (!mr->enabled) {
        return;
    }

    int128_addto(&base, int128_make64(mr->addr));
    readonly |= mr->readonly;
    nonvolatile |= mr->nonvolatile;

    tmp = addrrange_make(base, mr->size);

    if (!addrrange_intersects(tmp, clip)) {
        return;
    }

    clip = addrrange_intersection(tmp, clip);

    if (mr->alias) {
        int128_subfrom(&base, int128_make64(mr->alias->addr));
        int128_subfrom(&base, int128_make64(mr->alias_offset));
        render_memory_region(view, mr->alias, base, clip,
                             readonly, nonvolatile);
        return;
    }

    /* Render subregions in priority order. */
    QTAILQ_FOREACH(subregion, &mr->subregions, subregions_link) {
        render_memory_region(view, subregion, base, clip,
                             readonly, nonvolatile);
    }

    if (!mr->terminates) {
        return;
    }

    offset_in_region = int128_get64(int128_sub(clip.start, base));
    base = clip.start;
    remain = clip.size;

    fr.mr = mr;
    fr.dirty_log_mask = memory_region_get_dirty_log_mask(mr);
    fr.romd_mode = mr->romd_mode;
    fr.readonly = readonly;
    fr.nonvolatile = nonvolatile;

    /* Render the region itself into any gaps left by the current view. */
    for (i = 0; i < view->nr && int128_nz(remain); ++i) {
        if (int128_ge(base, addrrange_end(view->ranges[i].addr))) {
            continue;
        }
        if (int128_lt(base, view->ranges[i].addr.start)) {
            now = int128_min(remain,
                             int128_sub(view->ranges[i].addr.start, base));
            fr.offset_in_region = offset_in_region;
            fr.addr = addrrange_make(base, now);
            flatview_insert(view, i, &fr);
            ++i;
            int128_addto(&base, now);
            offset_in_region += int128_get64(now);
            int128_subfrom(&remain, now);
        }
        now = int128_sub(int128_min(int128_add(base, remain),
                                    addrrange_end(view->ranges[i].addr)),
                         base);
        int128_addto(&base, now);
        offset_in_region += int128_get64(now);
        int128_subfrom(&remain, now);
    }
    if (int128_nz(remain)) {
        fr.offset_in_region = offset_in_region;
        fr.addr = addrrange_make(base, remain);
        flatview_insert(view, i, &fr);
    }
}

render_memory_region函数的本质作用就是将一个MemoryRegion转化成若干个FlatRange,然后插入到第一个参数FlatView的FlatRange成员中。

render_memory_region有6个参数:

1)FlatView *view

第1个参数表示的是一个全局FlatView,就是一个AddressSpace表示的FlatView。

2)MemoryRegion *mr

第2个参数是需要展开的MemoryRegion。

3)Int128 base

第3个参数是base值,表示的是即将展开的MemoryRegion的起始位置。

4)AddrRange clip

第4个参数表示的是一段虚拟机物理地址范围。

5)bool readonly

第5个参数表示MemoryRegion是否可读。

6)bool nonvolatile

第6个参数表示相应的FlatRange是相应的否是非易失的。

render_memory_region函数会递归调用自己,代码片段如下:

    /* Render subregions in priority order. */
    QTAILQ_FOREACH(subregion, &mr->subregions, subregions_link) {
        render_memory_region(view, subregion, base, clip,
                             readonly, nonvolatile);
    }

每次传递子region(subregion)作为第2个参数,并且将展开的FlatRange放到第1个参数FlatView的ranges数组成员中。每次render_memory_region函数返回,都表示一段MemoryRegion展开完毕。当最上层的render_memory_region函数返回时,整个AddressSpace的根MemoryRegion展开完毕。

这样讲起来太过抽象、不容易理解,下一回结合实例对上述机制进行详细讲解。