Linux存储管理-Read.DOC

第四章 Linux存储管理 Linux操作系统采用了请求式分页虚拟存储管理方法。 系统为每个进程提供了4GB的虚拟内存空间。各个进程的虚拟内存彼此独立。 §4.1 进程虚存空间的管理 一．内核空间和用户空间 进程运行时能访问的存储空间只是它的虚拟内存空间。对当前该进程而言只有属于它的虚拟内存是可见的。 在进程的虚拟内存包含着进程本身的程序代码和数据。 进程在运行中还必须得到操作系统的支持。进程的虚拟内存中还包含着操作系统内核。 Linux把进程的虚拟内存分成两部分，内核区和用户区。 操作系统内核的代码和数据等被映射到内核区。 进程的可执行映像（代码和数据）映射到虚拟内存的用户区。 进程虚拟内存的内核区的访问权限设置为0级，用户区为3级。 内核访问虚存的权限为0级，而进程的访问权限为3级 Linux运行在x86时，进程的虚拟内存为4GB。 进程虚存空间的划分在系统初始化时由GDT确定， 它定义在/arch/i386/kernel/head.S文件中： .quad 0x0000000000000000 /* NULL 描述符 */ .quad 0x0000000000000000 /* 未使用*/ .quad 0xc0c39a000000ffff /* 内核代码段1GB在0xc0000000 */ .quad 0xc0c392000000ffff /* 内核数据段1GB在0xc0000000 */ .quad 0x00cbfa000000ffff /* 用户代码段3GB在0*/ .quad 0x00cbf2000000ffff /* 用户数据段3GB在0*/ .quad 0x0000000000000000 /* 未使用 */ .quad 0x0000000000000000 /* 未使用 */ .fill 2*NR_TASKS,8,0 /* 各个进程LDT描述符和TSS描述符的空间 */ Linux的存储管理主要是管理进程虚拟内存的用户区。 进程虚拟内存的用户区分成代码段、数据段、堆栈 以及进程运行的环境变量、参数传递区域等。 每一个进程，用一个mm_struct结构体来定义它的虚存用户区。 mm_struct结构体首地址在任务结构体task_struct成员项mm中： struct mm_struct *mm； mm_struct结构定义在/include/linux/schedul.h中。 struct mm_struct { int count; pgd_t * pgd; unsigned long context; unsigned long start_code, end_code, start_data, end_data; unsigned long start_brk, brk, start_stack, start_mmap; unsigned long arg_start, arg_end, env_start, env_end; unsigned long rss, total_vm, locked_vm; unsigned long def_flags; struct vm_area_struct * mmap; struct vm_area_struct * mmap_avl; struct semaphore mmap_sem; }; pgd 为指向进程页目录表的指针。 context 是进程上下文的地址。 start_code, end_code, start_data, end_data 分别为代码段、数据段的首地址和终止地址。 start_stack 是进程堆栈的首地址。 arg_start, arg_end, env_start, env_end 分别为参数区、环境变量区的首地址和终止地址。 二．进程的虚存区域 一个虚存区域是虚存空间中一个连续的区域，在这个区域中的信息具有相同的操作和访问特性。每个虚拟区域用一个vm_area_struct结构体进行描述.它定义在/include/linux/mm.h中： struct vm_area_struct { struct mm_struct * vm_mm; unsigned long vm_start; unsigned long vm_end; pgprot_t vm_page_prot; unsigned short vm_flags; short vm_avl_height; struct vm_area_struct * vm_avl_left; stru