如何理解Linux进程的内存管理

这篇文章给大家介绍如何理解Linux进程的内存管理,内容非常详细,感兴趣的小伙伴们可以参考借鉴,希望对大家能有所帮助。

几个关键的数据结构

一个进程的虚拟地址空间主要由两个数据结来描述,一个是 mm_struct,一个是 vm_area_structs。

mm_struct结构描述了一个进程的整个虚拟地址空间,vm_area_truct描述了虚拟地址空间的一个区间(简称虚拟区)。下图就是我们所说的由task_struct到mm_struct,进程的地址空间的分布。

如何理解Linux进程的内存管理

每一个进程都会有自己独立的mm_struct,这样每一个进程都会有自己独立的地址空间,这样才能互不干扰。当进程之间的地址空间被共享的时候,我们可以理解为这个时候是多个进程使用一份地址空间,这就是线程。

struct mm_struct {      struct vm_area_struct *mmap;    //指向虚拟区间(VMA)链表      struct rb_root mm_rb;           //指向red_black树      struct vm_area_struct *mmap_cache;    //找到最近的虚拟区间       unsigned long(*get_unmapped_area)(struct file *filp,unsigned long addr,unsigned long len,unsigned long pgoof,unsigned long flags);       void (*unmap_area)(struct mm_struct *mm,unsigned long addr);       unsigned long mmap_base;       unsigned long task_size;   //拥有该结构体的进程的虚拟地址空间的大小      unsigned long cached_hole_size;      unsigned long free_area_cache;       pgd_t *pgd;  //指向页全局目录       atomic_t mm_users;         //用户空间中有多少用户      atomic_t mm_count;         //对"struct mm_struct"有多少引用       int map_count;            //虚拟区间的个数      struct rw_semaphore mmap_sem;      spinlock_t page_table_lock;       //保护任务页表和mm->rss       struct list_head mmlist;          //所有活动mm的链表      mm_counter_t _file_rss;      mm_counter_t _anon_rss;      unsigned long hiwter_rss;      unsigned long hiwater_vm;        unsigned long total_vm,locked_vm,shared_vm,exec_vm;      usingned long stack_vm,reserved_vm,def_flags,nr_ptes;       unsingned long start_code,end_code,start_data,end_data;  //代码段的开始start_code ,结束end_code,数据段的开始start_data,结束end_data       unsigned long start_brk,brk,start_stack;    //start_brk和brk记录有关堆的信息,start_brk是用户虚拟地址空间初始化,brk是当前堆的结束地址,start_stack是栈的起始地址       unsigned long arg_start,arg_end,env_start,env_end;     //参数段的开始arg_start,结束arg_end,环境段的开始env_start,结束env_end      unsigned long saved_auxv[AT_VECTOR_SIZE];       struct linux_binfmt *binfmt;       cpumask_t cpu_vm_mask;      mm_counter_t context;      unsigned int faultstamp;      unsigned int token_priority;      unsigned int last_interval;       unsigned long flags;      struct core_state *core_state; }

如何理解Linux进程的内存管理