linux 内核 - 进程地址空间的数据结构

1. 在linux内核中， task_struct 表示一个进程的实例 

struct task_struct{[…]struct mm_struct *mm, *active_mm;[…]
}

2.  mm_struct 表示进程的内存映射

struct mm_struct {struct vm_area_struct *mmap;unsigned long mmap_base;unsigned long task_size;unsigned long highest_vm_end;pgd_t * pgd;atomic_t mm_users;atomic_t mm_count;atomic_long_t nr_ptes;
#if CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 2atomic_long_t nr_pmds;
#endifint map_count;spinlock_t page_table_lock;unsigned long total_vm;unsigned long locked_vm;unsigned long pinned_vm;unsigned long data_vm;unsigned long exec_vm;unsigned long stack_vm;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;/* ref to file /proc/<pid>/exe symlink points to */struct file __rcu *exe_file;
};

    其中 pdg 表示进程的一级页表，

    start_stack 表示用户栈起始地址，

    mmap_base表示映射区域的起始地址（动态库.so， mmap系统调用映射的文件），

    start_brk 表示堆起始地址，

    brk 表示堆结束的地址，

    start_data 表示数据段起始地址，

    end_data 表示数据段结束地址，

    end_code 表示代码段结束地址 

3. task_struct  和  mm_struct 的关系如图:

4. 虚拟内存区域：

  如前所述，mm_struct 里面有一个  mmap 成员，它表示进程内存映射的一个区域（VMA），VMA（Virtual Memory Area）即虚拟内存区域。 在Linux中，每个正在运行的进程都会有多个VMA，如代码段，数据段，堆栈段，文件映射区域等。

struct vm_area_struct {unsigned long vm_start; unsigned long vm_end;struct vm_area_struct *vm_next, *vm_prev;struct mm_struct *vm_mm;pgprot_t vm_page_prot;unsigned long vm_flags;unsigned long vm_pgoff;struct file * vm_file;[...]
}

5. task_struct, mm_struct, vm_area_struct  关系图