Linux系统的内存管理地址映射机制

地址的映射机制

地址的映射机制,主要完成主存.辅存和虚存之间的关联 。包括磁盘文件到虚存的映射和虚存与内存的映射关系。为了虚拟存储和进程调度相一致。linux 采用可一系列的数据结构,和一个硬件缓存(tlb)来实现地址映射机制。

mm_strut 用来描述进程的缓存。

struct mm_struct 
{ 
struct vm_area_struct * mmap; /* list of vmas */ 
struct vm_area_struct * mmap_avl; /* tree of vmas */ 
struct vm_area_struct * mmap_cache; /* last find_vma result */ 
pgd_t * pgd; 
atomic_t count; 
int map_count; /* number of vmas */ 
struct semaphore mmap_sem; 
spinlock_t page_table_lock; 
unsigned long context; 
unsigned long start_code, end_code, start_data, end_data; 
unsigned long start_brk, brk, start_stack; 
unsigned long arg_start, arg_end, env_start, env_end; 
unsigned long rss, total_vm, locked_vm; 
unsigned long def_flags; 
unsigned long cpu_vm_mask; 
unsigned long swap_cnt; /* number of pages to swap on next pass */ 
unsigned long swap_address; 
/* 
* this is an architecture-specific pointer: the portable 
* part of linux does not know about any segments. 
*/ 
void * segments; 
};

他描述了一个进程的页目录,有关进程的上下文信息.以及数据.代码.堆栈的启示结束地址。还有虚拟存储取得数目。以及调度存储用的链表指针，他的参差比较高。较高层次的vm_area-struct 是描述进程的虚拟地址区域，他形成一个算相链表。按虚地址下降排列，这样当内核需要在一个给定进程页上执行给定操作时。客从双向列表中找到该项。在世想有关页的处理。如页错误.页换出等等。 他的具体结构如下:

struct vm_area_struct { 
struct mm_struct * vm_mm; /* vm area parameters */ 
unsigned long vm_start; 
unsigned long vm_end; 
　 
/* linked list of vm areas per task, sorted by address */ 
struct vm_area_struct *vm_next; 
　 
pgprot_t vm_page_prot; 
unsigned short vm_flags; 
　 
/* avl tree of vm areas per task, sorted by address */ 
short vm_avl_height; 
struct vm_area_struct * vm_avl_left; 
struct vm_area_struct * vm_avl_right; 
　 
/* for areas with inode, the list inode->i_mmap, for shm areas, 
* the list of attaches, otherwise unused. 
*/ 
struct vm_area_struct *vm_next_share; 
struct vm_area_struct **vm_pprev_share; 
　 
struct vm_operations_struct * vm_ops; 
unsigned long vm_offset; 
struct file * vm_file; 
unsigned long vm_pte; /* shared mem */ 
};

而page 结构 则是对物理页进行描述的一个数据结构,他不是一个真正的物理页。而只不过是描述了一个物理页的内容和框架，作了逻辑页的一个标志。他的标志域定义了这个页在进行的操作，链域则定义了一个双项链表时的页框，可以很容易的查找到为实际物理内存的使用直到方便。 他的具体结构如下：

typedef struct page { 
/* these must be first (free area handling) */ 
struct page *next; 
struct page *prev; 
struct inode *inode; 
unsigned long offset;