Роберт Лав - Разработка ядра Linux

unsigned long free_area_cache; /* первый незанятый участок

адресного пространства */

pgd_t *pgd; /* глобальный каталог страниц */

atomic_t mm_users; /* счетчик пользователей адресного

пространства */

atomic_t mm_count; /* основной счетчик использования */

int map_count; /* количество областей памяти */

struct rw_semaphore mmap_sem; /* семафор для областей памяти */

spinlock_t page_table_lock; /* спин-блокировка

таблиц страниц */

struct list_head mmlist; /* список всех структур mm_struct */

unsigned long start_code; /* начальный адрес сегмента кода */

unsigned long end code; /* конечный адрес сегмента кода */

unsigned long start_data; /* начальный адрес сегмента данных */

unsigned long end_data; /* конечный адрес сегмента данных */

unsigned long start_brk; /* начальный адрес сегмента "кучи" */

unsigned long brk; /* конечный адрес сегмента "кучи" */

unsigned long start_stack; /* начало стека процесса */

unsigned long arg_start; /* начальный адрес

области аргументов */

unsigned long arg_end; /* конечный адрес

области аргументов */

unsigned long env_start; /* начальный адрес

области переменных среды */

unsigned long env_end; /* конечный адрес

области переменных среды */

unsigned long rss; /* количество физических страниц памяти */

unsigned long total_vm; /* общее количество страниц памяти */

unsigned long locked_vm; /* количество заблокированных страниц

памяти */

unsigned long def_flags; /* флаги доступа, используемые

по умолчанию */

unsigned long cpu_vm_mask; /* маска отложенного переключения

буфера TLB */

unsigned long swap_address; /* последний сканированный адрес */

unsigned dumpable:1; /* можно ли создавать файл core? */

int used_hugetlb; /* используются ли гигантские

страницы памяти (hugetlb)? */

mm_context_t context; /* данные, специфичные для аппаратной

платформы */

int core_waiters; /* количество потоков, ожидающих на

создание файла core */

struct completion *core_startup_done; /* условная переменная начала

создания файла core */

struct completion core_done; /* условная переменная завершения

создания файла core */

rwlock_t ioctx_list_lock; /* блокировка списка асинхронного

ввода-вывода (AIO) */

struct kioctx *ioctx_list; /* список асинхронного ввода-вывода (AIO) */

struct kioctx default_kioctx; /* контекст асинхронного ввода-

вывода, используемый по умолчанию */

};

Поле mm_users— это количество процессов, которые используют данное адресное пространство. Например, если одно и то же адресное пространство совместно используется двумя потоками, то значение поля mm_usersравно двум. Поле mm_count — это основной счетчик использования структуры mm_struct. Наличие пользователей структуры, которым соответствует поле mm_users, приводит к увеличению счетчика mm_countна единицу. В предыдущем примере значение поля mm_countравно единице. Когда значение поля mm_usersстановится равным нулю (т.е. когда два потока завершатся), только тогда значение поля mm_countуменьшается на единицу. Когда значение поля mm_count становится равным нулю, то на соответствующую структуру mm_structбольше нет ссылок, и она освобождается, Поддержка двух счетчиков позволяет ядру отличать главный счетчик использования ( mm_count) от количества процессов, которые используют данную структуру ( mm_users).

Поля mmapи mm_rb— это два различных контейнера данных, которые содержат одну и ту же информацию: информацию обо всех областях памяти в соответствующем адресном пространстве. В первом контейнере эта информация хранится в виде связанного списка, а во втором — в виде красно-черного бинарного дерева. Поскольку красно-черное дерево — это разновидность бинарного дерева, то, как и для всех типов бинарного дерева, количество операций поиска заданного элемента в нем равно О(log(n) ). Более детальное рассмотрение красно-черных деревьев найдете в разделе "Списки и деревья областей памяти".

Хотя обычно в ядре избегают избыточности, связанной с введением нескольких структур для хранения одних и тех же данных, тем не менее в данном случае эта избыточность очень кстати. Контейнер mmap— это связанный список, который позволяет очень быстро проходить по всем элементам. С другой стороны, контейнер mm_rb— это красно-черное дерево, которое очень хорошо подходит для поиска заданного элемента. Области памяти будут рассмотрены в этой главе несколько ниже,