Linux之記憶體描述符mm_struct，linux符mm_struct

Linux之記憶體描述符mm_struct，linux符mm_struct

Linux對於記憶體的管理涉及到非常多的方面，這篇文章首先從對進程虛擬位址空間的管理說起。(所依據的代碼是2.6.32.60）

無論是核心線程還是使用者進程，對於核心來說，無非都是task_struct這個資料結構的一個執行個體而已，task_struct被稱為進程描述符（process descriptor),因為它記錄了這個進程所有的context。其中有一個被稱為'記憶體描述符‘（memory descriptor)的資料結構mm_struct，抽象並描述了Linux視角下管理進程地址空間的所有資訊。mm_struct定義在include/linux/mm_types.h中，其中的域抽象了進程的地址空間，如所示：

 

  1 struct mm_struct {  2     struct vm_area_struct * mmap;    //指向虛擬區間(VMA)的鏈表  3     struct rb_root mm_rb;            //指向線性區對象紅/黑樹狀結構的根  4     struct vm_area_struct * mmap_cache;     //指向最近找到的虛擬區間  5     unsigned long(*get_unmapped_area) (struct file *filp,  6     unsigned long addr, unsigned long len,  7     unsigned long pgoff, unsigned long flags);//在進程地址空間中搜尋有效線性地址區  8     unsigned long(*get_unmapped_exec_area) (struct file *filp,  9         unsigned long addr, unsigned long len, 10         unsigned long pgoff, unsigned long flags); 11     void(*unmap_area) (struct mm_struct *mm, unsigned long addr);//釋放線性地址區間時調用的方法 12     unsigned long mmap_base;                /* base of mmap area */ 13     unsigned long task_size;                /* size of task vm space */ 14  15     unsigned long cached_hole_size; 16     unsigned long free_area_cache;          //核心從這個地址開始搜尋進程地址空間中線性地址的空閑區域 17     pgd_t * pgd;                            //指向頁全域目錄 18     atomic_t mm_users;                      //次使用計數器，使用這塊空間的個數     19     atomic_t mm_count;                      //主使用計數器 20     int map_count;                          //線性個數 21     struct rw_semaphore mmap_sem;           //線性區的讀/寫訊號量 22     spinlock_t page_table_lock;             //線性區的自旋鎖和頁表的自旋鎖 23  24     struct list_head mmlist;              //指向記憶體描述符鏈表中的相鄰元素 25  26     /* Special counters, in some configurations protected by the 27     * page_table_lock, in other configurations by being atomic. 28     */ 29     mm_counter_t _file_rss; //mm_counter_t代表的類型實際是typedef atomic_long_t 30     mm_counter_t _anon_rss;   31     mm_counter_t _swap_usage; 32  33     unsigned long hiwater_rss;    //進程所擁有的最大頁框數 34     unsigned long hiwater_vm;     //進程線性區中最大頁數 35  36     unsigned long total_vm, locked_vm, shared_vm, exec_vm; 37     //total_vm 進程地址空間的大小(頁數） 38     //locked_vm 鎖住而不能換出的頁的個數 39     //shared_vm 共用檔案記憶體映射中的頁數 40  41     unsigned long stack_vm, reserved_vm, def_flags, nr_ptes; 42     //stack_vm 使用者堆棧中的頁數 43     //reserved_vm 在保留區中的頁數或者在特殊線性區中的頁數 44     //def_flags 線性區預設的訪問標誌 45     //nr_ptes 進程的頁表數 46  47     unsigned long start_code, end_code, start_data, end_data; 48     //start_code 可執行代碼的起始地址 49     //end_code 可執行代碼的最後地址 50     //start_data已初始化資料的起始地址 51     // end_data已初始化資料的最後地址 52  53     unsigned long start_brk, brk, start_stack; 54     //start_stack堆的起始位置 55     //brk堆的當前的最後地址 56     //使用者堆棧的起始地址 57  58     unsigned long arg_start, arg_end, env_start, env_end; 59     //arg_start 命令列參數的起始地址 60     //arg_end命令列參數的起始地址 61     //env_start環境變數的起始地址 62     //env_end環境變數的最後地址 63  64     unsigned long saved_auxv[AT_VECTOR_SIZE]; /* for /proc/PID/auxv */ 65  66     struct linux_binfmt *binfmt; 67  68     cpumask_t cpu_vm_mask; //用於惰性TLB交換的位元遮罩 69     /* Architecture-specific MM context */ 70     mm_context_t context; //指向有關特定結構體系資訊的表 71  72  73     unsigned int faultstamp; 74     unsigned int token_priority; 75     unsigned int last_interval; 76  77     unsigned long flags; /* Must use atomic bitops to access the bits */ 78  79     struct core_state *core_state; /* coredumping support */ 80 #ifdef CONFIG_AIO 81     spinlock_t              ioctx_lock;  //用於保護非同步I/O上下文鏈表的鎖 82     struct hlist_head       ioctx_list;//非同步I/O上下文 83 #endif 84 #ifdef CONFIG_MM_OWNER 85     struct task_struct *owner; 86 #endif 87  88 #ifdef CONFIG_PROC_FS 89     unsigned long num_exe_file_vmas; 90 #endif 91 #ifdef CONFIG_MMU_NOTIFIER 92     struct mmu_notifier_mm *mmu_notifier_mm; 93 #endif 94 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE 95     pgtable_t pmd_huge_pte; /* protected by page_table_lock */ 96 #endif 97 #ifdef __GENKSYMS__ 98     unsigned long rh_reserved[2]; 99 #else100     //有多少任務分享這個mm OOM_DISABLE101     union {102         unsigned long rh_reserved_aux;103         atomic_t oom_disable_count;104     };105 106     /* base of lib map area (ASCII armour) */107     unsigned long shlib_base;108 #endif109 };

 

 

 Reference:

http://www.cnblogs.com/Rofael/archive/2013/04/13/3019153.html

http://blog.csdn.net/persistence_s/article/details/70179419