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  • BE如何查看虚拟带库剩余的空间?

    发布日期:2019-08-22 03:29   来源:未知   阅读:

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      展开全部一个进程的虚拟地址空间主要由两个数据结来描述。一个是最高层次的:mm_struct,一个是较高层次的:vm_area_structs。最高层次的mm_struct结构描述了一个进程的整个虚拟地址空间。较高层次的结构vm_area_truct描述了虚拟地址空间的一个区间(简称虚拟区)。

      每个进程只有一个mm_struct结构,在每个进程的task_struct结构中,有一个指向该进程的结构。可以说,mm_struct结构是对整个用户空间的描述。

      一个进程的虚拟空间中可能有多个虚拟区间(参见下面对vm_area_struct描述),对这些虚拟区间的组织方式有两种,当虚拟区较少时采用单链表,由mmap指针指向这个链表,当虚拟区间多时采用“红黑树(red_black tree)”结构,由mm_rb指向这颗树。在2.4.10以前的版本中,采用的是AVL树,因为与AVL树相比,对红黑树进行操作的效率更高。

      因为程序中用到的地址常常具有局部性,因此,最近一次用到的虚拟区间很可能下一次还要用到,因此,把最近用到的虚拟区间结构应当放入高速缓存,这个虚拟区间就由mmap_cache指向。

      指针pgt指向该进程的页目录(每个进程都有自己的页目录,注意同内核页目录的区别),当调度程序调度一个程序运行时,就将这个地址转成物理地址,并写入控制寄存器(CR3)。

      由于进程的虚拟空间及其下属的虚拟区间有可能在不同的上下文中受到访问,而这些访问又必须互斥,所以在该结构中设置了用于P、V操作的信号量mmap_sem。此外,page_table_lock也是为类似的目的而设置。

      虽然每个进程只有一个虚拟地址空间,但这个地址空间可以被别的进程来共享,如,子进程共享父进程的地址空间(也即共享mm_struct结构)。所以,用mm_user和mm_count进行计数。类型atomic_t实际上就是整数,但对这种整数的操作必须是“原子”的。

      另外,还描述了代码段、数据段、堆栈段、参数段以及环境段的起始地址和结束地址。这里的段是对程序的逻辑划分,与我们前面所描述的段机制是不同的。

      mm_context_t是与平台相关的一个结构,对i386 几乎用处不大。

      较高层次的结构vm_area_structs是由双向链表连接起来的,它们是按虚地址的降顺序来排列的,每个这样的结构都对应描述一个相邻的地址空间范围。之所以这样分割,是因为每个虚拟区间可能来源不同,有的可能来自可执行映象,有的可能来自共享库,而有的则可能是动态分配的内存区,所以对每一个由vm_area_structs结构所描述的区间的处理操作和它前后范围的处理操作不同。因此Linux 把虚拟内存分割管理,并利用了虚拟内存处理例程(vm_ops)来抽象对不同来源虚拟内存的处理方法。不同的虚拟区间其处理操作可能不同,Linux在这里利用了面向对象的思想,即把一个虚拟区间看成一个对象,用vm_area_structs描述了这个对象的属性,其中的vm_operation结构描述了在这个对象上的操作,其定义在/include/linux/mm.h中:

      vm_operations结构中包含的是函数指针;其中,open、close分别用于虚拟区间的打开、关闭,而nopage用于当虚存页面不在物理内存而引起的“缺页异常”时所应该调用的函数。

      Linux内核从2.4.10开始,对虚拟区的组织不再采用AVL树,而是采用红黑树,这也是出于效率的考虑,虽然AVL树和红黑树很类似,但在插入和删除节点方面,采用红黑树的性能更好一些,下面对红黑树给予简单介绍。

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