日期:2014-05-16  浏览次数:20585 次

linux address_space 结构

看linux内核很容易被struct address_space 这个结构迷惑,它是代表某个地址空间吗?实际上不是的,它是用于管理文件(struct inode)映射到内存的页面(struct page)的;与之对应,address_space_operations 就是用来操作该文件映射到内存的页面,比如把内存中的修改写回文件、从文件中读入数据到页面缓冲等。
????? 参考下面这张图,摘自《深入理解linux虚拟内存管理》,对理解linux内存管理颇有帮助

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http://laokaddk.blog.51cto.com/368606/433769

在阅读Linux2.6的内核内存管理这一部分时,我看到page结构中的一个mapping成员,我感到很迷惑,这个成员的属性太复杂了,我们来看看:
struct address_space *mapping;表示该页所在地址空间描述结构指针,用于内容为文件的页帧
(1)?????? 如果page->mapping等于0,说明该页属于交换告诉缓存swap cache
(2)?????? 如果page->mapping不等于0,但第0位为0,说明该页为匿名也,此时mapping指向一个struct anon_vma结构变量;
(3)?????? 如果page->mapping不等于0,但第0位不为0,则apping指向一个struct address_space地址空间结构变量;
这成员也太麻烦了吧,下面我先看看struct address_space是啥东东:
1、定义:
看linux内核很容易被struct address_space 这个结构迷惑,它是代表某个地址空间吗?实际上不是的,它是用于管理文件(struct inode)映射到内存的页面(struct page)的;与之对应,address_space_operations 就是用来操作该文件映射到内存的页面,比如把内存中的修改写回文件、从文件中读入数据到页面缓冲等。
也就是说address_space结构与文件的对应:一个具体的文件在打开后,内核会在内存中为之建立一个struct inode结构,其中的i_mapping域指向一个address_space结构。这样,一个文件就对应一个address_space结构,一个 address_space与一个偏移量能够确定一个page cache 或swap cache中的一个页面。因此,当要寻址某个数据时,很容易根据给定的文件及数据在文件内的偏移量而找到相应的页面。看下这张图我们就很了解了:

下面先看下address_space结构定义:
struct address_space {
?????? struct inode?????????? *host;????????????/* owner: inode, block_device拥有它的节点 */
?????? struct radix_tree_root????page_tree;?????? /* radix tree of all pages包含全部页面的radix树 */
?????? rwlock_t????????tree_lock;?????? /* and rwlock protecting it保护page_tree的自旋锁??*/
?????? unsigned int?????????? i_mmap_writable;/* count VM_SHARED mappings共享映射数 VM_SHARED记数*/
?????? struct prio_tree_root??????i_mmap;???????? /* tree of private and shared mappings 优先搜索树的树根*/
?????? struct list_head?????? i_mmap_nonlinear;/*list VM_NONLINEAR mappings 非线性映射的链表头*/
?????? spinlock_t??????????????i_mmap_lock; /* protect tree, count, list 保护i_mmap的自旋锁*/
?????? unsigned int?????????? truncate_count;??????/* Cover race condition with truncate 将文件截断的记数*/
?????? unsigned long???????? nrpages;??/* number of total pages 页总数*/
?????? pgoff_t??????????????????writeback_index;/* writeback starts here 回写的起始偏移*/
?????? struct address_space_operations *a_ops;???? /* methods??操作函数表*/
?????? unsigned long???????? flags;???????????? /* error bits/gfp mask ,gfp_mask掩码与错误标识 */
?????? struct backing_dev_info *backing_dev_info; /* device readahead, etc预读信息 */
?????? spinlock_t??????????????private_lock;?? /* for use by the address_space??私有address_space锁*/
?????? struct list_head?????? private_list;???? /* ditto 私有address_space链表*/
?????? struct address_space???? *assoc_mapping;????/* ditto 相关的缓冲*/
} __attribute__((aligned(si