Linux内核解析：munmap()删除线性地址空间

"陈香兰的Linux内核源代码导读详细阐述了如何在Linux操作系统中管理进程地址空间，特别是关于删除线性区间的操作。 munmap() 和 do_munmap() 函数是删除线性区间的关键，后者实际执行了从进程地址空间中移除指定线性区域的任务。do_munmap() 接收三个参数：指向进程内存描述符的指针mm，线性区的起始地址addr，以及要删除的区间大小len。 在Linux中，每个进程都有自己的地址空间，最多可以访问4GB的线性地址空间。这些线性地址空间由一系列线性区（memory areas）组成，每个线性区都有其特定的起始地址、长度和访问权限。内核通过mm_struct结构体来描述进程的地址空间，这个结构体包含了关于进程内存分配的重要信息。 线性区的创建和删除是进程地址空间管理的核心。当进程创建时、执行execve加载新程序、映射文件到地址空间、堆栈扩展或者fork新进程时，都会涉及到线性区的创建。而munmap系统调用则用于释放不再需要的线性区间，它通过调用do_munmap来实现。do_munmap函数会检查线性区的边界是否4KB对齐，并进行相应的权限检查和释放操作。 在内核态和用户态分配内存的方式有所不同。内核可以直接使用页面级和小内存分配机制获取内存，因为它拥有最高的优先级且信任自身。而用户进程请求内存时，通常不会立即分配物理页框，而是分配线性地址区间，这个区间成为进程地址空间的一部分。只有在实际访问时，才会触发缺页异常，进而分配物理内存。 系统调用如brk()用来调整进程堆的大小，execve()用于装载新的可执行文件并改变进程的地址空间，_exit()终止进程并销毁其地址空间，而fork()创建子进程并复制父进程的地址空间。 总结来说，Linux内核通过精细的地址空间管理和线性区操作，确保了进程能够安全、高效地使用内存资源。 munmap()和do_munmap()是这一过程中的关键组件，它们确保了进程可以动态地调整其占用的内存，从而提高系统的灵活性和内存利用率。