Linux內(nèi)存描述符mm_struct實(shí)例詳解
Linux對(duì)于內(nèi)存的管理涉及到非常多的方面,這篇文章首先從對(duì)進(jìn)程虛擬地址空間的管理說起。(所依據(jù)的代碼是2.6.32.60)
無論是內(nèi)核線程還是用戶進(jìn)程,對(duì)于內(nèi)核來說,無非都是task_struct這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)例而已,task_struct被稱為進(jìn)程描述符(process descriptor),因?yàn)樗涗浟诉@個(gè)進(jìn)程所有的context。其中有一個(gè)被稱為'內(nèi)存描述符‘(memory descriptor)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)mm_struct,抽象并描述了Linux視角下管理進(jìn)程地址空間的所有信息。
mm_struct定義在include/linux/mm_types.h中,其中的域抽象了進(jìn)程的地址空間,如下圖所示:
struct mm_struct { struct vm_area_struct * mmap; //指向虛擬區(qū)間(VMA)的鏈表 struct rb_root mm_rb; //指向線性區(qū)對(duì)象紅黑樹的根 struct vm_area_struct * mmap_cache; //指向最近找到的虛擬區(qū)間 unsigned long(*get_unmapped_area) (struct file *filp, unsigned long addr, unsigned long len, unsigned long pgoff, unsigned long flags);//在進(jìn)程地址空間中搜索有效線性地址區(qū) unsigned long(*get_unmapped_exec_area) (struct file *filp, unsigned long addr, unsigned long len, unsigned long pgoff, unsigned long flags); void(*unmap_area) (struct mm_struct *mm, unsigned long addr);//釋放線性地址區(qū)間時(shí)調(diào)用的方法 unsigned long mmap_base; /* base of mmap area */ unsigned long task_size; /* size of task vm space */ unsigned long cached_hole_size; unsigned long free_area_cache; //內(nèi)核從這個(gè)地址開始搜索進(jìn)程地址空間中線性地址的空閑區(qū)域 pgd_t * pgd; //指向頁全局目錄 atomic_t mm_users; //次使用計(jì)數(shù)器,使用這塊空間的個(gè)數(shù) atomic_t mm_count; //主使用計(jì)數(shù)器 int map_count; //線性的個(gè)數(shù) struct rw_semaphore mmap_sem; //線性區(qū)的讀/寫信號(hào)量 spinlock_t page_table_lock; //線性區(qū)的自旋鎖和頁表的自旋鎖 struct list_head mmlist; //指向內(nèi)存描述符鏈表中的相鄰元素 /* Special counters, in some configurations protected by the * page_table_lock, in other configurations by being atomic. */ mm_counter_t _file_rss; //mm_counter_t代表的類型實(shí)際是typedef atomic_long_t mm_counter_t _anon_rss; mm_counter_t _swap_usage; unsigned long hiwater_rss; //進(jìn)程所擁有的最大頁框數(shù) unsigned long hiwater_vm; //進(jìn)程線性區(qū)中最大頁數(shù) unsigned long total_vm, locked_vm, shared_vm, exec_vm; //total_vm 進(jìn)程地址空間的大小(頁數(shù)) //locked_vm 鎖住而不能換出的頁的個(gè)數(shù) //shared_vm 共享文件內(nèi)存映射中的頁數(shù) unsigned long stack_vm, reserved_vm, def_flags, nr_ptes; //stack_vm 用戶堆棧中的頁數(shù) //reserved_vm 在保留區(qū)中的頁數(shù)或者在特殊線性區(qū)中的頁數(shù) //def_flags 線性區(qū)默認(rèn)的訪問標(biāo)志 //nr_ptes 進(jìn)程的頁表數(shù) unsigned long start_code, end_code, start_data, end_data; //start_code 可執(zhí)行代碼的起始地址 //end_code 可執(zhí)行代碼的最后地址 //start_data已初始化數(shù)據(jù)的起始地址 // end_data已初始化數(shù)據(jù)的最后地址 unsigned long start_brk, brk, start_stack; //start_stack堆的起始位置 //brk堆的當(dāng)前的最后地址 //用戶堆棧的起始地址 unsigned long arg_start, arg_end, env_start, env_end; //arg_start 命令行參數(shù)的起始地址 //arg_end命令行參數(shù)的起始地址 //env_start環(huán)境變量的起始地址 //env_end環(huán)境變量的最后地址 unsigned long saved_auxv[AT_VECTOR_SIZE]; /* for /proc/PID/auxv */ struct linux_binfmt *binfmt; cpumask_t cpu_vm_mask; //用于惰性TLB交換的位掩碼 /* Architecture-specific MM context */ mm_context_t context; //指向有關(guān)特定結(jié)構(gòu)體系信息的表 unsigned int faultstamp; unsigned int token_priority; unsigned int last_interval; unsigned long flags; /* Must use atomic bitops to access the bits */ struct core_state *core_state; /* coredumping support */ #ifdef CONFIG_AIO spinlock_t ioctx_lock; //用于保護(hù)異步I/O上下文鏈表的鎖 struct hlist_head ioctx_list;//異步I/O上下文 #endif #ifdef CONFIG_MM_OWNER struct task_struct *owner; #endif #ifdef CONFIG_PROC_FS unsigned long num_exe_file_vmas; #endif #ifdef CONFIG_MMU_NOTIFIER struct mmu_notifier_mm *mmu_notifier_mm; #endif #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE pgtable_t pmd_huge_pte; /* protected by page_table_lock */ #endif #ifdef __GENKSYMS__ unsigned long rh_reserved[2]; #else //有多少任務(wù)分享這個(gè)mm OOM_DISABLE union { unsigned long rh_reserved_aux; atomic_t oom_disable_count; }; /* base of lib map area (ASCII armour) */ unsigned long shlib_base; #endif };
總結(jié)
以上所述是小編給大家介紹的Linux內(nèi)存描述符mm_struct實(shí)例詳解,希望對(duì)大家有所幫助,如果大家有任何疑問請(qǐng)給我留言,小編會(huì)及時(shí)回復(fù)大家的。在此也非常感謝大家對(duì)腳本之家網(wǎng)站的支持!
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