Операционная система UNIX

Каждая область представлена собственным сегментом памяти. В совокупности со страничным механизмом организации виртуальной памяти такой подход предоставляет ядру системы большие возможности по эффективному управлению виртуальной памятью процесса.
Области могут совместно использоваться несколькими процессами, при этом ядру нет необходимости создавать дополнительные копии, нужно лишь задать требуемое отображение (виртуальные адреса области у различных процессов могут не совпадать). В качестве примеров разделяемых областей можно привести разделяемую память, разделяемые библиотеки или отображаемые в память файлы. Часто код программы совместно используется несколькими родственными процессами. Информация о каждой активной области хранится ядром в структуре данных 
region
.
Поскольку одна и та же область может использоваться несколькими процессами, для каждого процесса ядро создает связанный список структур 
pregion
 (per process region), которые в свою очередь адресуют области, используемые процессом. Указатель на список структур 
pregion
 для каждого процесса находится в записи таблицы процессов — структуре 
proc
.
Основные поля структур 
region
 и 
pregion
 приведены на рис. 3.10.
Рис. 3.10. Управление адресным пространством процесса в SCO UNIX
Помимо указателей 
p_next
, организующих структуры 
pregion
 в виде связанного списка, и 
p_reg
, обеспечивающих адресацию соответствующей структуры region, в каждой структуре 
pregion
 определен набор флагов определяющий права доступа к области, режим блокирования в памяти и т.д. Поле 
p_type
 указывает на тип области. Оно может содержать одно из следующих значений:
 
 
Значение
 
Описание
 
 
 
PT_UNUSED
 
Область не используется
 
 
 
PT_TEXT
 
Область содержит сегмент кода
 
 
 
PT_DATA
 
Область содержит сегмент данных
 
 
 
PT_STACK
 
Область используется в качестве стека процесса
 
 
 
PT_SHMEM
 
Область используется в качестве разделяемой памяти
 
 
 
PT_LIBTXT
 
Область содержит код библиотек
 
 
 
PT_LIBDAT
 
Область содержит данные библиотек
 
 
 
PT_SHFIL
 
Область используется для хранения файла, отображенного в память
 
 
Наконец, поле 
p_regva
 задает виртуальный адрес области в адресном пространстве процесса.
Поля структуры 
region
, приведенные на рис. 3.10, имеют следующие значения. Поле 
r_pgsz
 определяет размер области в страницах, из которых r_
nvalid
 страниц присутствуют в оперативной памяти (см. далее раздел "Страничное замещение"). Несколько процессов могут ссылаться на одну и ту же область, поле 
r_refcnt
 хранит число таких ссылок. Поле 
r_pde
  адресует таблицу страниц области [33]. Поле 
r_iptr
 адресует inode файла, где располагаются данные области (например, для области кода, 
r_iptr
 будет указывать на inode исполняемого файла).
  
Фактическую информацию о структурах управления адресным пространством процесса можно получить с помощью команды crash(1M). В следующем примере таким образом определяется содержимое структур 
pregion
 процесса и характеристики соответствующих областей.
# <b>crash</b>
dumpfile = /dev/mem, namelist = /unix, outfile = stdout
&gt; <b>pregion 101</b>
SLOT PREG REG#      REGVA  TYPE FLAGS
 101    0   12   0x700000  text rdonly
        1   22   0x701000  data
        2   23 0x7ffffffc stack
        3  145 0x80001000 lbtxt rdonly
        4  187 0x80031000 lbdat pr
Как можно увидеть из вывода команды crash(1М), с рассматриваемым процессом связаны пять областей: сегмент кода, данных и стека, а также сегменты кода и данных подключенной библиотеки. Столбец 
REG#
 определяет запись таблицы областей, где расположена адресуемая каждой 
pregion
 область 
region
. Заметим, что значение в столбце 
REG#
 лишь отчасти соответствует полю 
p_reg
 структуры 
pregion
, поскольку последнее является указателем, а не индексом таблицы. Столбец 
REGVA
 содержит значения виртуальных адресов областей.
С помощью полученной информации мы можем более детально рассмотреть любую из областей процесса. Выведем данные о сегментах кода, данных и стека:
&gt;region 12 22 23
SLOT PGSZ VALID SMEM NONE SOFF KEF SWP NSW FORW BACK INOX TYPE FLAGS
  12    1     1    1    0    0  11   0   0   15    5  154 stxt done
  22    3     1    0    0    0   1   0   0  238   23  154 priv done
  23    2     1    1    0    0   1   0   0  135   24      priv stack
Столбец 
PGSZ
 определяет размер области в страницах, а столбец 
VALID
 — число страниц этой области, находящихся в оперативной памяти. Как можно заметить, для сегментов данных и стека страниц недостаточно, поэтому может возникнуть ситуация, когда процессу потребуется обращение к адресу, в настоящее время отсутствующему в памяти. Заметим также, что столбец 
INOX
 содержит индексы таблиц inode, указывающие на метаданные файлов, откуда было загружено содержимое соответствующих сегментов.
Мы можем взглянуть на дополнительные сведения об этом файле:
&gt;<b>inode 154</b>
INODE TABLE SIZE = 472
SLOT MAJ/MIN FS INUMB RCNT LINK UID GID SIZE    MODE MNT M/ST FLAGS
154    1,42   2  1562    3    1 123  56 8972 f---755   0 R130 tx
Из этой таблицы мы можем определить файловую систему, в которой расположен файл (
MAJ
/
MIN
), а также номер его дискового inode — 
INUMB
. В данном случае он равен 1562. Выполнив команду ncheck(1), мы узнаем имя исполняемого файла, соответствующего исследуемому процессу: