Linux进程的内存管理举例分析

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。

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
     无符号长saved_auxv [AT_VECTOR_SIZE]; 
 
,,,,, struct  linux_binfmt  * binfmt; 
 
,,,,, cpumask_t  cpu_vm_mask; 
,,,,, mm_counter_t 语境;
,,,,, unsigned  int  faultstamp; 
,,,,, unsigned  int  token_priority; 
,,,,, unsigned  int  last_interval; 
 
,,,,, unsigned  long 旗帜;
Linux进程的内存管理举例分析