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进程的虚存区VMA-虚存管理的基本单元

上一篇 / 下一篇 2008-07-21 17:32:12 / 个人分类：释义Linux内核

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问：高级语言编程中所说的全局变量区,栈区,代码区,未初始化数据区是不是就是靠x86中的段来管理的?对于一个进程来说他们在逻辑上是不是连续的?

答：高级语言编程中所说的全局变量区,栈区,代码区,未初始化数据区，其实在Linux对应的不是Intel的这种段（因为Linux几乎没怎么理会Intel的段机制），而是对应虚拟地址空间的VMA（Virtual  memory Area），在内核中对应vma_area_struct结构。

下面举例说明（摘自《Linux操作系统原理与应用》一书）

如前所述，进程的用户空间中包含代码段、数据段、堆栈段等程序段。mm_struct结构中相应域描述了各个段的起始地址和终止地址。现在，我们通过一个简单的例子来描述Linux内核是如何把共享库及各个程序段映射到进程的用户空间的。我们照样假设用户进程的地址空间范围从0x00000000 到0xbfffffff。我们考虑一个最简单的C程序exam.c：
int main()
{
   printf(“ virtual area test!”);
}
  假定这个程序编译连接后的可执行代码位于/home/test/目录下，则这个进程对应的虚存区如表1所示（可以从/proc/[pid]/maps 得到这些信息，pid为该进程的标识号）。注意，这里列出的所有区都是私有虚存映射（在许可权列出现的字母p）。这是因为，这些虚存区的存在仅仅是为了给进程提供数据；当进程执行指令时，可以修改这些虚存区的内容，但与它们相关的磁盘上的文件保持不变,这就是私有虚存映射所起的保护作用。

表1exam进程的虚存区

地址范围	许可权	偏移量	所映射的文件
08048000-08049000	r-xp	00000000	/home/test/exam
08049000-0804a000	rw-p	00001000	/home/test/exam
40000000-40015000	r-xp	00000000	/lib/ld-2.3.2.so
40015000-40016000	rw-p	00015000	/lib/ld-2.3.2.so
40016000-40017000	rw-p	00000000	匿名
4002a000-40159000	r-xp	00000000	/lib/libc-2.3.2.so
40159000-4015e000	rw-p	0012f000	/lib/libc-2.3.2.so
4015e000-40160000	rw-p	00000000	匿名
bfffe000-c0000000	rwxp	fffff000	匿名

从0x8048000开始的虚存区是/home/test/exam文件的某一部分的虚存映射，范围从0到0x1000字节。许可权指定这个区域是可执行的（包含目标代码）、只读的（不可写，因为指令执行期间不能改变），并且是私有的，因此我们可以猜出这个区域映射了程序的代码段。
从0x8049000开始的虚存区是/home/test/exam文件的另一部分虚存映射，因为许可权指定这个私有区域可以被写，我们可以推断出它映射了程序的数据段。

类似地，从0x40000000、0x40015000开始的虚存区分别对应动态链接库/lib/ld-2.3.2.so的代码段和数据段。从40016000开始的虚存区是匿名的，也就是说，它与任何文件都无关，可以推断出它映射了连接程序的bbs段（未初始化的数据段）。紧接着的三个区映射了C库程序/lib/libc-2.3.2.so的代码段、数据段和bss段。最后一个虚拟区是进程的堆栈。