swap、pagecache与内存回收

一、程序从加载到运行中内存空间的使用情况

以linux系统上一个典型的c程序（如./a.out）为例，从shell执行到进程退出，详细分解匿名内存的分配、管理、销毁全过程。
1、shell调用fork()创建子进程

• shell调用fork()系统调用，内核复制shell的进程描述符（task_truct）及页表，创建出一个几乎完全相同的子进程。
• 内存分配：内核为子进程分配新的mm_struct（内存描述符）和新的页表。此时父子进程的虚拟地址空间指向相同的物理页，且这些也被标记为只读（写时复制）。
• 匿名内存初始状态：子进程继承了shell的匿名内存（如shell的堆和栈）。但随后子进程会立即执行execve，这些旧的匿名内存将被完全替换，所以它们没有实际意义。
  2、子进程调用execve()加载新程序
  execve系统调用负责将新的可执行文件加载到当前程序的地址空间，丢弃原有的所有内存映射，建立权限的虚拟地址空间布局。
  ①、内核读取可执行文件头（如elf）
• 参与者：内核（fs/exec.c）中的do_execve系列函数）。
• 动作：解析elf文件头，识别代码段（.text）、数据段（.data）、只读数据段（.rodate）、bss段等。
  ②、建立虚拟内存区域（vma）
  内核为程序的每个段创建一个vm_area_struct(vma)结构，描述该段在虚拟地址空间按中的起始地址、大小、权限（读/写/执行）和后备存储信息。