typedef struct page {
	struct list_head list;
	struct address_space *mapping;
	unsigned long index;
	struct page *next_hash;
	atomic_t count;
	unsigned long flags;	/* atomic flags, some possibly updated asynchronously */
	struct list_head lru;
	unsigned long age;
	wait_queue_head_t wait;
	struct page **pprev_hash;
	struct buffer_head * buffers;
	void *virtual; /* non-NULL if kmapped */
	struct zone_struct *zone;
} mem_map_t;

start_kernel()
 |- setup_arch()
     |- paging_init()
         |- free_area_init()
             |- free_area_init_core()
                 |  // 根据实际的物理内存大小，创建mem_map[]数组（*gmap == mem_map）
                 |- *gmap = alloc_bootmem_node()

typedef struct zone_struct {
	/*
	 * Commonly accessed fields:
	 */
	spinlock_t		lock;
	unsigned long		offset;
	unsigned long		free_pages;
	unsigned long		inactive_clean_pages;
	unsigned long		inactive_dirty_pages;
	unsigned long		pages_min, pages_low, pages_high;

	/*
	 * free areas of different sizes
	 */
	struct list_head	inactive_clean_list;
	free_area_t		free_area[MAX_ORDER];

	/*
	 * rarely used fields:
	 */
	char			*name;
	unsigned long		size;
	/*
	 * Discontig memory support fields.
	 */
	struct pglist_data	*zone_pgdat;
	unsigned long		zone_start_paddr;
	unsigned long		zone_start_mapnr;
	struct page		*zone_mem_map;
} zone_t;

typedef struct pglist_data {
	zone_t node_zones[MAX_NR_ZONES];
	zonelist_t node_zonelists[NR_GFPINDEX];
	struct page *node_mem_map;
	unsigned long *valid_addr_bitmap;
	struct bootmem_data *bdata;
	unsigned long node_start_paddr;
	unsigned long node_start_mapnr;
	unsigned long node_size;
	int node_id;
	struct pglist_data *node_next;
} pg_data_t;

struct vm_area_struct {
	struct mm_struct * vm_mm;	/* VM area parameters */
	unsigned long vm_start;
	unsigned long vm_end;

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

	pgprot_t vm_page_prot;
	unsigned long vm_flags;

	/* AVL tree of VM areas per task, sorted by address */
	short vm_avl_height;
	struct vm_area_struct * vm_avl_left;
	struct vm_area_struct * vm_avl_right;

	/* For areas with an address space and backing store,
	 * one of the address_space->i_mmap{,shared} lists,
	 * for shm areas, the list of attaches, otherwise unused.
	 */
	struct vm_area_struct *vm_next_share;
	struct vm_area_struct **vm_pprev_share;

	struct vm_operations_struct * vm_ops;
	unsigned long vm_pgoff;		/* offset in PAGE_SIZE units, *not* PAGE_CACHE_SIZE */
	struct file * vm_file;
	unsigned long vm_raend;
	void * vm_private_data;		/* was vm_pte (shared mem) */
};

• 主动进入

• 被动进入

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main()
{
    char buf[10] = { 0 };

    // 会在buf[10]处写一个'\0'字符，超出了数组的范围
    strcpy(buf, "0123456789");
    printf("%s\n", buf);

    return 0;
}

do_page_fault()
 |  // 到达这个判断条件之前，和munmap()的情景一样，但这时找到的虚拟区间，就会是栈区了
 |- if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
 |  // 这个情景也是在用户态访问地址的
 |- if (error_code & 4)
 |   |  // 压栈数据最多的是pusha指令，可以一次性压入32字节
 |   |  // 内核无法完全判断应用程序的逻辑错误，比如*(&局部变量-xx)，也有可能访问到这个范围，那样程序一定会出现别的异常现象
 |   |- if (address + 32 < regs->esp)
 |  // 栈是向下增长，正常的压栈操作，不符合以上判断，执行到这里对栈空间的大小进行扩展
 |- expand_stack()
 |   |  // Linux对每个进程的栈空间，限制了大小，执行"ulimit -s"可以查看，超过就不能继续扩展了
 |   |- if (RLIMIT_STACK检查)
 |   |- 扩展虚拟区间大小
 |- 进入读写操作检查，产生异常时是写操作，而栈区肯定是可写的，所以通过检查
 |  // 为虚拟区间中刚才扩展的部分，分配物理地址并建立映射
 |- handle_mm_fault()
     |  // .org 0x1000
	 |  // ENTRY(swapper_pg_dir)
	 |  // 整个系统只需要一个目录项，在系统初始化阶段就确定位置了(见"Linux内核笔记004")
     |- pgd_offset()
	 |  // 32位CPU上，不使用中间目录，所以还是返回目录页的地址，不影响映射过程
	 |- pmd_alloc()
	 |  // 一个页表可以容纳1024个页表项，第一个需要这个页表的分配操作，分配这个页表，其它的直接使用
	 |- pte_alloc()
	 |  // 以上获取的pte，可能是正在使用中的，它们它的低12位可以知道物理页面是否换出到交换分区了
	 |  // 本次设定情景，由于访问的是之前没有分配过的内存，所以pte也一定是0
	 |- handle_pte_fault()
	     |- if (!pte_present(entry))
		     |- if (pte_none(entry))
			 |   |  // 本次情景会执行到这里
			 |   |- do_no_page()
			 |       |  // mmap()、交换分区，都需要虚拟空间和文件有联系，vma->vm_ops就包含一些文件操作的函数指针
			 |       |- if (!vma->vm_ops || !vma->vm_ops->nopage)
			 |       |   |  // 栈空间跟文件没有联系，所以本次情景会执行这里
			 |       |   |- do_anonymous_page()
			 |       |       |- if (write_access)
			 |       |       |   |  // 分配物理页面，如果是读访问，先映射到ZERO_PAGE，写的时候再分配(COW)
			 |       |       |   |- alloc_page()
			 |       |       |   |- pte_mkwrite()
			 |       |       |  // 让pte指令新分配的物理页面
			 |       |       |- set_pte()
			 |       |- vma->vm_ops->nopage()
			 |- do_swap_page()