进程的虚拟地址范围

Question

简而言之：进程的虚拟地址空间是连续的吗？

我需要知道内核分配给进程的虚拟地址。如果我继续错误，请纠正我。

在创建流程时，内核将虚拟内存分配给流程，并在mm_struct的{​​{1}}中存储流程不同部分的虚拟地址的开头和结尾。

现在说一个进程已经用完堆，需要增加堆size.calls task_struct。

如果虚拟地址范围是连续的，那么新分配的堆块是否是从最初为此进程分配的范围之外提供的？或者它是以新块与原始块相邻的方式分配的。如果没有空间（因为内存映射段正在那里），该怎么办？它是如何跟踪的？ 如果虚拟地址范围不连续，brk()如何跟踪堆（或任何其他段）的地址范围的不同块？

请你清楚我的概念吗？

Answer 1

虚拟地址空间不连续。请参阅cat /proc/<pid>/mem的输出。

启动进程时，内核为动态链接器和进程本身分配几个映射。然后，动态链接器通过mmap()分配更多映射，并且进程可以通过mmap()分配更多映射，并通过brk()扩展堆。 dlmalloc上的malloc()和衍生产品使用brk()进行短于阈值的分配，mmap()进行大于或等于该阈值的分配（约128K IIRC）。

在任何情况下，当调用mmap()时，内核通常会将内存远离堆映射，因此通常有足够的空间来扩展堆。如果没有剩余的虚拟空间来扩展堆，brk()将失败。

Answer 2

不，进程的虚拟地址空间不一定是连续的。在过去，一个进程通过brk获得了内存，这确实迫使进程堆成为一个连续的内存区域。现在内存分配是通过mmap来完成的，它可以逐页操作进程的虚拟内存。

如果你对内核方面感到好奇，我推荐两个引用：

• 阅读有关Linux内核的书籍，例如Linux Device Drivers by Jonathan Corbet, Alessandro Rubini, and Greg Kroah-Hartman，特别是chapter 8 (Allocating Memory)。
• 通过LXR, the Linux kernel cross-reference浏览内核代码。内存管理代码在mm directory;从mmap.c或mm.h开始。

如果您想浏览系统，可以在/proc/$pid/maps中查看每个进程的内存映射。有关详细信息，请参阅How do I read from /proc/$pid/mem under Linux?。

Answer 3

感谢.. 按照我的理解，经过上述文献后，

虚拟地址空间在整个过程中不连续，甚至在整个给定的内存段中也不连续。并且使用vm_area_struct（虚拟内存区域）的AVL树在内核中管理不同的虚拟地址范围块。从而轻松地将虚拟内存区域的块添加和删除到进程的task_struct。参考：Virtual Memory。但虚拟内存区域本身是连续的。

即。实际上task_struct包含一个指向mm_struct的指针，该指针包含一个指向AVL树头的指针（每个内存区域有一棵树）。树的节点只是vm_area_struct s，它有开始和结束指针来标记虚拟内存区域的开始和结束

非常感谢