mm_struct

在进程的task_struct结构中包含一个指向mm_struct
结构的指针，mm_strcut用来描述一个进程的虚拟地址空间。
进程的虚拟空间中可能有多个虚拟区块，对这些虚拟区块的组织方式有两种，当虚拟区较少时采用单链表，由mmap指针指向这个链表，
当虚拟区块多时采用“红黑树（red_black tree）”结构。

虚拟地址空间分布

主要包括栈,映射空间,堆,bss,数据段,代码段。

[mmap]是一个链表，每个节点指向进程的一个虚拟内存区块(VMA)。
[start_code,　end_code]表示代码段的地址空间范围。
[start_data,　end_start]表示数据段的地址空间范围。
[start_brk,　brk]分别表示heap段的起始空间和当前的heap指针(brk)。
[start_stack,　end_stack]表示stack段的地址空间范围
[mmap_base]表示memory mapping的起始地址。

kernel linux2.6.18

struct mm_struct {
    ......
    struct vm_area_struct * mmap;        /* list of VMAs */
    unsigned long mmap_base;        /* base of mmap area */
    unsigned long start_code, end_code, start_data, end_data;
    unsigned long start_brk, brk, start_stack;
    ......
};

VMA—虚拟内存区块

每一个VMA是虚拟地址都是连续分布不会重叠，是虚拟地址空间的一部分。
进程的虚拟内存空间中可以有多个虚拟内存区块(比如共享库,数据段,代码段,stack, heap等)。见图mm_struct_2

vm_area_struct

vm_area_struct用来描述WMA，包括它的起始地址，结束地址，访问权限和行为等。
mmap是一个链表，每个节点指向进程的一个虚拟内存区块(VMA)。

struct vm_area_struct * mmap;        /* list of VMAs */

每个vm_area_struct存储着一个虚拟地址区块

struct vm_area_struct {
    struct mm_struct * vm_mm;    /* 虚拟地址所在的地址空间 */
    unsigned long vm_start;        /* 在vm_mm中的起始地址　*/
    unsigned long vm_end;        /* 在vm_mm中的结束地址　*/

    /* linked list of VM areas per task, sorted by address */
    struct vm_area_struct *vm_next;　/* 指向下一个 vm_area_struct */

    pgprot_t vm_page_prot;        /* Access permissions of this VMA. */
    unsigned long vm_flags;        /* Flags, listed below. */
    struct vm_operations_struct * vm_ops;
    .....
}

vm_operations_struct

vm_area_struct中的vm_operations_struct结构描述操作虚拟内存区块的函数集。
比如，open、close 分别用于虚拟区块的打开、关闭，
而nopage 用于当虚存页面不在物理内存而引起的“缺页异常”时所应该调用的函数，
当 Linux 处理这一缺页异常时（请页机制），就可以为新的虚拟内存区分配实际的物理内存。

struct vm_operations_struct {
    void (*open)(struct vm_area_struct * area);
    void (*close)(struct vm_area_struct * area);
    struct page * (*nopage)(struct vm_area_struct * area, unsigned long address, int *type);
    ......
};