mmap 的工作方式：

mmap(NULL, 1GB, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0);
  → 创建 VMA：vm_start ~ vm_end = 1GB
  → VMA 标记为匿名私有映射
  → 不分配任何物理页
  → 返回起始地址（程序以为有了 1GB）

第一次访问（假设读 0x1000 字节）：
  → 访问的页面不在内存（Page Fault）
  → 内核分配物理页
  → 填充全零
  → 建立页表映射
  → 继续执行

结果：
  - 如果程序只访问 4KB，实际只用了 4KB 物理页
  - 如果程序访问 1GB，全部 1GB 物理页才会被分配

当访问 mmap 区域时发生 Page Fault：

do_page_fault() → __do_page_fault():

Step 1：查找 VMA
  vma = find_vma(mm, addr);
  if (!vma || addr < vma->vm_start)
      → 非法地址，发送 SIGSEGV

Step 2：检查访问权限
  if (vma->vm_flags & VM_WRITE && !pte_writable)
      → COW 或写保护错误

Step 3：分配物理页（handle_pte_fault）

  if (!pte_present(pte)) {
      // 页不在内存，按类型分配

      if (vma->vm_file) {
          // 文件映射
          do_file_fault();
          // 从磁盘读取文件内容到页面
      } else {
          // 匿名映射（MAP_ANON）
          do_anonymous_page();
          // 分配全零页面
      }
  }

do_anonymous_page() 的详细流程：

1. 从 buddy system 分配物理页
   page = alloc_page(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
   // __GFP_ZERO：页面清零

2. 设置 PTE
   set_pte(ptel, mk_pte(page, vma->vm_page_prot));
   // 设置读写权限

3. 更新 LRU
   lru_cache_add(page);
   // 把页面加入 LRU（可被回收）

4. 刷新 TLB
   flush_tlb_page(vma, addr);

5. 返回，继续执行指令

匿名映射（MAP_ANON）的处理：

mmap(NULL, size, PROT, MAP_ANONYMOUS|MAP_PRIVATE, -1, 0);

Page Fault：
  → do_anonymous_page()
  → 分配全零页面
  → PTE 指向该页面

特点：
  - 内容是全零（不来自文件）
  - 页面可以独立存在（不在 page cache 中）
  - fork 时走 COW（共享但只读）

---

文件映射（MAP_FILE）的处理：

mmap(NULL, size, PROT, MAP_PRIVATE, fd, 0);

Page Fault：
  → do_file_fault()
  → 从 inode 读取文件内容
  → 分配页面，从磁盘读取数据
  → PTE 指向该页面（file-backed）

特点：
  - 内容来自磁盘文件
  - 页面在 inode 的 address_space 中（radix tree）
  - 写时 COW（私有映射）

$ cat /proc/meminfo

MemTotal:       32768176 kB     // 总物理内存
MemFree:        12345678 kB     // 完全空闲
MemAvailable:   28901234 kB     // 空闲 + 可回收（可用的）
Buffers:           123456 kB     // 块设备缓冲（Page Cache）
Cached:           5678901 kB    // Page Cache + SwapCache
SwapCached:        234567 kB     // 已读入内存的 swap 页（不需要再读）

具体含义：
  Buffers：原始块设备的缓存（metadata）
  Cached：文件系统 Page Cache（文件数据）
  SwapCached：已换入内存的 swap 页面（在 LRU 上，不需要重新读 swap）

Active(page)/Inactive(page)：File-backed 页
Active(anon)/Inactive(anon)：Anonymous 页

$ cat /proc/meminfo | grep -E "^(Anon|File|Cached|Swap):"
AnonPages:       12345678 kB     // 匿名页（堆/栈）
Mapped:           1234567 kB     // 文件映射的页面（mmap 的文件）
Shmem:            234567 kB      // 共享内存（tmpfs）