1、Linux的虚存管理,BlueOcean LisoLeg小组,前言,内核开发者（非驱动程序员）的角度 只涉及虚拟存储管理 与其他OS的对比 没有定量分析 欢迎指定,提纲,简介 VM模型 相对2.0的改进,功能,大尺度虚拟地址空间支持 进程间保护 支持文件（包括设备）的内存映射 物理内存的平等使用 共享虚存 体系结构无关性,操作,进程 进程创建，终止 brk，sbrk 文件映射 paddr = mmap(addr,len,prot,flags,fd,offset); munmap(addr,len); mprotect(addr,len,prot);,VM模型,进程地址空间,进程地址空间,进程地
2、址空间,后援存储,后援存储,后援存储,物理内存(as Cache),映射,数据,VM模型（续）,MMU模型,分页机制 3级页表 pgd，页目录 pmd，页中级目录 pte，页表项 内核空间=物理内存空间,mm_struct,struct mm_struct struct vm_area_struct *mmap;struct vm_area_struct *mmap_avl;struct vm_area_struct *mmap_cache;pgd_t * pgd;atomic_t count;int map_count;struct semaphore mmap_sem;unsigned l
3、ong 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;unsigned long swap_addre
4、ss;void * segments; ;,代码，数据，堆栈段的地址范围,mm_struct,操作 mm_alloc，分配mm_struct结构 mmget，引用mm_struct结构 mmput，释放对mm_struct结构 mm_release，释放地址空间体系结构相关部分 copy_mm，复制整个地址空间 exit_mm，释放整个地址空间,vm_area_struct,struct vm_area_struct struct mm_struct * vm_mm;unsigned long vm_start;unsigned long vm_end;struct vm_area_struc
5、t *vm_next;pgprot_t vm_page_prot;unsigned short vm_flags;short vm_avl_height;struct vm_area_struct * vm_avl_left;struct vm_area_struct * vm_avl_right;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 *
6、vm_file;unsigned long vm_pte; ;,VMA的地址范围,VMA链,VMA AVL树,VMA保护位和标志,共享VMA链,VMA操作函数表,对应file及其偏移,vm_area_struct,vm_area_struct,操作 查询，find_vma(struct mm_struct *mm, unsigned long addr); 插入，insert_vm_struct(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma); 合并，merge_segments(struct mm_struct *mm, unsigned
7、long vm_start, unsigned long vm_end);,vm_operations_struct,open close unmap protect sync advise,nopage wppage swapout swapin,vm_operations_struct,Linux中预定义的vm_operations_struct file_shared_mmap，实现共享文件内存映射 file_private_mmap，实现私有文件内存映射 shm_vm_ops，实现Sys V SHM 某些文件系统，如FAT，NCP等,页面,typedef struct page str
8、uct page *next;struct page *prev;struct inode *inode;unsigned long offset;struct page *next_hash;atomic_t count;unsigned long flags;struct wait_queue *wait;struct page *pprev_hash;struct buffer_head * buffers; mem_map_t;,空闲页面链 or inode页面链表,对应的inode及其偏移,buffer cache头结构,贮留在内存中页面的HASH链表,页面管理,mem_map pa
9、ge结构数组，一一对应每一个页面 空闲页面管理 Buddy系统 贮留页面管理 inode链 贮留页面HASH链表,页面的组织,页表管理,页目录管理 页中级目录管理 页表项管理,页目录管理,页中级目录管理,页表项管理,页面失效处理,do_page_fault(arch/i386/fault.c),handle_mm_fault(mm/memory.c),handle_pte_fault(mm/memory.c),do_no_page(mm/memory.c),do_wp_page(mm/memory.c),do_swap_page(mm/memory.c),相对2.0的改进,SMP支持 per-CPU资源 页表Cache 用户空间访问 接口逐渐清晰,未来的计划,VM与FS接口的进一步分析 核心内存管理分析 2.3，2.4初步分析 定量分析,谢谢,
