在硬件上，有页表给进程提供虚拟地址空间的映射。在软件上内核也用了一个数据结构来管理进程的虚拟地址空间，它就是vma。页表按照4K的粒度来控制物理映射和属性，vma的粒度也是4K，只是它的变化更加灵活。

这部分的内容对虚拟地址空间管理来说非常重要，但是呢我又发现没有太多干货可以讲。因为vma从数据结构上看 就是一个红黑树和双向链表的结合。虽然在实现细节上会有些不同，但总体结构是一致的。

那我就列出两个常用且重要的系统调用

• mmap
• munmap

这两个接口分别建立和释放了虚拟内存空间。

mmap

do_mmap
    get_unmapped_area
    mmap_region
        vm_area_alloc

get_unmapped_area用来计算虚拟空间中空闲的地址空间，在x86上这个函数最后会由arch_get_unmapped_area来完成。并且在计算的过程中保证了起始地址和长度都是4K对齐的。

经过一系列的权限计算后，真正的映射工作由mmap_region函数来完成。这里的工作说简单就是红黑树和双向链表的操作了。

因为页表和真正的内存页是在缺页中断中填写的，所以这里仅仅是将vma的树形结构构造好，并不涉及到页表。

munmap

do_munmap
    find_vma
    split_vma
    detach_vmas_to_be_unmapped
    unmap_region
        unmap_vmas
            …
            zap_pte_range
        free_pgtables
            …
            free_pte_range
    remove_vma_list

释放时其实需要做两件事

• 释放vma
• 释放页表和内存

别被函数的名字迷惑了，unmap_region其实释放的是页表和内存，而detach_vmas_to_be_unmapped是把vma从树形结构中释放出来。

unmap_region中又分两部，unmap_vmas释放了内存，free_pgtables释放了页表。

感觉差不多了。