By   cszhao1980

Swap in/out指的是程序在實體記憶體（core空間）和磁碟交換檔案間的雙向移動過程，程序在active狀態時，

其segment必然被swap in記憶體空間（core空間），而一旦處於非活動狀態就有可能被swap out到磁碟交換

檔案中。換進換出的過程必然涉及到磁碟io——這可看作是比較低層的操作，因此，這部分內容可以分

為兩部分：高層的模型和低層的實際io。

1 高層模型

Unix使用“swapmap”這個高層模型來記錄swap區域，swapmap

2515: struct map

2516: {

2517:    char *m_size;

2518:    char *m_addr;

2519: };

區別是：

（1）         swap map的m_size的單位是“磁碟塊”，即512個位元組；

（2）         swap map的m_addr為“磁碟塊號”——而不是記憶體block號。

使用“swapmap”來管理swap空間有一個巨大的好處——同“coremap”一樣，對空間資源

的管理可以通過高層函式malloc()和free()來實現。

整個swap區域由main函式初始化：

1583: mfree(swapmap, nswap, swplo);

4697: int swplo 4000; /* cannot be zero */

4698: int nswap 872;

因此，swap區域即定義為自磁碟第4000塊開始，連續872個塊。

在進行換進換出時，必須包括程序的“私有空間”——也被稱為“swappable image”，

在proc表項裡記錄了它的地址和大小：

0371: int p_addr; /* address ofswappable image*/

0372: int p_size; /* size of swappable image (*64 bytes) */

但對可共享的text segment

或換出也不一定需要相應的換進或換出其text segment。系統定義了text表來幫助進行swap，每個程序都擁

有自己的text表項，而proc表項裡的p_textp就指向該該表項。

4306: struct text

4307: {

4308:    int x_daddr; /* disk address of segment */

4309:    int x_caddr; /* core address, if loaded */

4310:    int x_size; /* size (*64) */

4311:    int *x_iptr; /* inode of prototype */

4312:    char x_count; /* reference count */

4313:    char x_ccount; /* number of loaded references */

4314: } text[NTEXT];

由於text segment是可共享的，因此，text struct中有兩個引用計數；

（1）         x_count ——程序計數，使用該text的程序數量；

（2）         x_ccount ——活動程序計數，使用該text segment且Loaded的程序數量；

顯然，當“活動程序計數”減至0時，就應該將text segment從core空間中清除掉——text segment

總是在swap空間中保留副本，故無需被換出；而如果“程序計數”也為0時，磁碟交換檔案中

也不該再保留此text segment了。

xccdec用來減少“活動程序計數”，顯然，當程序換出時，就應該呼叫此函式，當活動程序計數

減至0時，就應該呼叫mfree(coremap,…)，將text段從core空間中clear掉。

4490: xccdec(xp)

4491: int *xp;

4492: {

4493:    register *rp;

4494:

4495:    if((rp=xp)!=NULL && rp->x_ccount!=0)

4496:        if(--rp->x_ccount == 0)

4497:            mfree(coremap, rp->x_size, rp->x_caddr);

4498: }

當程序退出時，應該呼叫xfree函式，不僅會減少“活動程序計數”，還會減少“程序計數”。

4398: xfree()

4399: {

4400:    register *xp, *ip;

4401:

4402:    if((xp=u.u_procp->p_textp) != NULL) {

4403:       u.u_procp->p_textp = NULL;

4404:       xccdec(xp);

4405:       if(--xp->x_count == 0) {

4406:          ip = xp->x_iptr;

4407:          if((ip->i_mode&ISVTX) == 0) {

4408:             xp->x_iptr = NULL;

4409:             mfree(swapmap, (xp->x_size+7)/8, xp->x_daddr);

4410:             ip->i_flag =& ~ITEXT;

4411:             iput(ip);

4412:          }

4413:       }

4414:     }

4415: }

而當程序計數為0後，swap檔案空間也會被free掉——為了效率起見，對於經常呼叫的程式設定了

“黏著位”ISVTX，即使程序計數為0，也會保留在swap空間。