【小镇的技术天梯】vma的基本操作
来源:互联网 发布:apache c cgi 编辑:程序博客网 时间:2024/04/29 02:06
小镇有一篇博文说了关于linux虚拟内存和物理内存的知识,那篇的知识太浅了,这篇再稍微深入一点。
在32位的系统上,线性地址空间可达到4GB,这4GB一般按照3:1的比例进行分配,也就是说用户进程享有前3GB线性地址空间,而内核独享最后1GB线性地址空间。由于虚拟内存的引入,每个进程都可拥有3GB的虚拟内存,并且用户进程之间的地址空间是互不可见、互不影响的,也就是说即使两个进程对同一个地址进行操作,也不会产生问题。在前面介绍的一些分配内存的途径中,无论是伙伴系统中分配页的函数,还是slab分配器中分配对象的函数,它们都会尽量快速地响应内核的分配请求,将相应的内存提交给内核使用,而内核对待用户空间显然不能如此。用户空间动态申请内存时往往只是获得一块线性地址的使用权,而并没有将这块线性地址区域与实际的物理内存对应上,只有当用户空间真正操作申请的内存时,才会触发一次缺页异常,这时内核才会分配实际的物理内存给用户空间。【这些在前面的文章已经说过了,我就不再赘述了,大家看看就好】
用户进程的虚拟地址空间包含了若干区域,这些区域的分布方式是特定于体系结构的,不过所有的方式都包含下列成分:
可执行文件的二进制代码,也就是程序的代码段
存储全局变量的数据段
用于保存局部变量和实现函数调用的栈
环境变量和命令行参数
程序使用的动态库的代码
用于映射文件内容的区域
由此可以看到进程的虚拟内存空间会被分成不同的若干区域,每个区域都有其相关的属性和用途,一个合法的地址总是落在某个区域当中的,这些区域也不会重叠。在linux内核中,这样的区域被称之为虚拟内存区域(virtual memory areas),简称vma。一个vma就是一块连续的线性地址空间的抽象,它拥有自身的权限(可读,可写,可执行等等) ,每一个虚拟内存区域都由一个相关的struct vm_area_struct结构来描述
【按照不同职责和用途的区域被称为vma,有相应的struct结构来描述和维护】
进程的若干个vma区域都得按一定的形式组织在一起,这些vma都包含在进程的内存描述符中,也就是struct mm_struct中,这些vma在mm_struct以两种方式进行组织,一种是链表方式,对应于mm_struct中的mmap链表头,一种是红黑树方式,对应于mm_struct中的mm_rb根节点,和内核其他地方一样,链表用于遍历,红黑树用于查找。
【这些vma在 内存描述符中既按照链表的方式也按照红黑树的方式进行着排列,因为链表方便遍历,而红黑树方便查找】
struct vm_area_struct { struct mm_struct * vm_mm; /* 所属的内存描述符 */ unsigned long vm_start; /* vma的起始地址 */ unsigned long vm_end; /* vma的结束地址 */ /* 该vma的在一个进程的vma链表中的前驱vma和后驱vma指针,链表中的vma都是按地址来排序的*/ struct vm_area_struct *vm_next, *vm_prev; pgprot_t vm_page_prot; /* vma的访问权限 */ unsigned long vm_flags; /* 标识集 */ struct rb_node vm_rb; /* 红黑树中对应的节点 */ /* * For areas with an address space and backing store, * linkage into the address_space->i_mmap prio tree, or * linkage to the list of like vmas hanging off its node, or * linkage of vma in the address_space->i_mmap_nonlinear list. */ /* shared联合体用于和address space关联 */ union { struct { struct list_head list;/* 用于链入非线性映射的链表 */ void *parent; /* aligns with prio_tree_node parent */ struct vm_area_struct *head; } vm_set; struct raw_prio_tree_node prio_tree_node;/*线性映射则链入i_mmap优先树*/ } shared; /* * A file's MAP_PRIVATE vma can be in both i_mmap tree and anon_vma * list, after a COW of one of the file pages. A MAP_SHARED vma * can only be in the i_mmap tree. An anonymous MAP_PRIVATE, stack * or brk vma (with NULL file) can only be in an anon_vma list. */ /*anno_vma_node和annon_vma用于管理源自匿名映射的共享页*/ struct list_head anon_vma_node; /* Serialized by anon_vma->lock */ struct anon_vma *anon_vma; /* Serialized by page_table_lock */ /* Function pointers to deal with this struct. */ /*该vma上的各种标准操作函数指针集*/ const struct vm_operations_struct *vm_ops; /* Information about our backing store: */ unsigned long vm_pgoff; /* 映射文件的偏移量,以PAGE_SIZE为单位 */ struct file * vm_file; /* 映射的文件,没有则为NULL */ void * vm_private_data; /* was vm_pte (shared mem) */ unsigned long vm_truncate_count;/* truncate_count or restart_addr */ #ifndef CONFIG_MMU struct vm_region *vm_region; /* NOMMU mapping region */ #endif #ifdef CONFIG_NUMA struct mempolicy *vm_policy; /* NUMA policy for the VMA */ #endif };下面来看几个vma的基本操作函数,这些函数都是后面实现具体功能的基础
find_vma()用来寻找一个针对于指定地址的vma,该vma要么包含了指定的地址,要么位于该地址之后并且离该地址最近,或者说寻找第一个满足addr<vma_end的vma,代码如下:
struct vm_area_struct *find_vma(struct mm_struct *mm, unsigned long addr) { struct vm_area_struct *vma = NULL; if (mm) { /* Check the cache first. */ /* (Cache hit rate is typically around 35%.) */ vma = mm->mmap_cache; //首先尝试mmap_cache中缓存的vma /*如果不满足下列条件中的任意一个则从红黑树中查找合适的vma 1.缓存vma不存在 2.缓存vma的结束地址小于给定的地址 3.缓存vma的起始地址大于给定的地址*/ if (!(vma && vma->vm_end > addr && vma->vm_start <= addr)) { struct rb_node * rb_node; rb_node = mm->mm_rb.rb_node;//获取红黑树根节点 vma = NULL; while (rb_node) { struct vm_area_struct * vma_tmp; vma_tmp = rb_entry(rb_node, //获取节点对应的vma struct vm_area_struct, vm_rb); /*首先确定vma的结束地址是否大于给定地址,如果是的话,再确定 vma的起始地址是否小于给定地址,也就是优先保证给定的地址是 处于vma的范围之内的,如果无法保证这点,则只能找到一个距离 给定地址最近的vma并且该vma的结束地址要大于给定地址*/ if (vma_tmp->vm_end > addr) { vma = vma_tmp; if (vma_tmp->vm_start <= addr) break; rb_node = rb_node->rb_left; } else rb_node = rb_node->rb_right; } if (vma) mm->mmap_cache = vma;//将结果保存在缓存中 } } return vma; }【红黑树具体的数据结构大家不需要具体了解,但是我们可以看到红黑树的节点在改变,这里应该是前序遍历】
【然后是合并vma,具体的代码我就不贴出来了,具体的代码放出来大家也不一定看得懂,但是大家要知道为什么要合并vma,因为vma是进程的虚拟内存空间中具有特殊页中断处理规则的任意一部分,这些特殊部分一般是具有一些共有的特性的,那么具有共有特性的的vma就可以合并了。】
0 0
- 【小镇的技术天梯】vma的基本操作
- vma的基本操作
- 【小镇的技术天梯】小镇的实战!mysql性能优化。
- 【小镇的技术天梯】cpu的基本原理
- 【小镇的技术天梯】Linux mmap详解
- 【小镇的技术天梯】Linux fstat函数
- 【小镇的技术天梯】Linux Proc 文件系统
- 【小镇的技术天梯】MySQL 查询缓存
- 【小镇的技术天梯】strace之HelloWold
- 【小镇的技术天梯】排序二叉树
- 【小镇的技术天梯】刷票与防刷票的思考
- 【小镇的技术天梯】理解VMware WorkStation的虚拟网络
- 【小镇的技术天梯】Scapy学习日记(二)
- 【小镇的技术天梯】Scapy学习日记(三)
- 【小镇的技术天梯】Linux下安装phpmyadmin
- 【小镇的技术天梯】教你做黑客!LD_PRELOAD环境变量!
- 【小镇的技术天梯】mprotect: 设置内存访问权限
- 【小镇的技术天梯】Linux内核学习,物理内存
- PHP配置文件中session.save_path负责session文件的存放位置
- java核心技术卷I-第三章学习笔记
- 日经春秋 20160222
- 整个手机界就是一部天龙八部
- C/C++内存泄漏及检测 http://www.cnblogs.com/skynet/archive/2011/02/20/1959162.html
- 【小镇的技术天梯】vma的基本操作
- PHP.INI配置:Session配置详细说明教程
- 程序计数器和指令指针寄存器
- 深入分析JavaWeb 33 -- 开发自己简易的JDBC框架
- 从头认识Spring-3.2 简单的AOP日志实现-需要记录方法的运行时间
- 在Eclipse中,如何把一个java项目变成web项目?
- Log4j配置详细说明
- C#中窗体渐显渐隐
- [iOS]UIScrollview自定义分页的实现方法