分类： LINUX
2011-12-03 23:34:54
内核中常用的内存分配函数有：kmalloc, __get_free_pages, vmalloc, alloc_pages, page_address
kmalloc：分配基于slab机制，但受限于slab一次最大分配的内存上限为128KB，最小为32或64字节。该函数返回的是虚拟地址，在3GB~high_memory的内核空间中，即NORMAL和DMA区（另外还有个是HIGH），因此要取得相应的物理地址，只需要减去PAGE_OFFSET即可，因此分配的时候，不需要设置页表，效率高。kmalloc分配的内存，在物理和虚拟空间上是连续的，有可能被阻塞，不能用在原子上下文中。
vmalloc：返回的也是虚拟地址，在 VMALLOC_START~4GB内核空间中。保证的是在虚拟地址空间上的连续，一般作为交换区、模块的分配。vmalloc 中调用了 kmalloc （GFP—KERNEL），因此也不能应用于原子上下文。vmalloc使用的正确场合是分配一大块，连续的，只在软件中存在的，用于缓冲的内存区域。不能在微处理器之外使用。Vmalloc能分配的大小相对较大。
举个例子：
内核空间中，从3G到vmalloc_start这段地址是物理内存映射区域（该区域中包括了内核镜像、物理页框表mem_map等等），好比我们使 用的 VMware虚拟系统内存是160M，那么3G～3G+160M这片内存就应当映射物理内存。在物理内存映射区之后，就是vmalloc区域。对于 160M的系统而言，vmalloc_start位置应在3G+160M邻近（在物理内存映射区与vmalloc_start期间还存在一个8M的gap 来避免跃界），vmalloc_end的位置濒临4G(最后地位系统会保存一片128k大小的区域用于专用页面映射)
要获得物理连续的大块内存，可以考虑直接分配页：
__get_free_page：返回的是页的虚拟地址，所在空间跟kmalloc一样，但是能获得更多连续的物理内存（<4M）。该函数是基于alloc_pages分配的。alloc_pages返回的是页描述符的虚拟地址，可以通过page_address将页描述符的地址，转换为页的地址。__get_free_page相当于这两者的封装。
page_address：该函数进行转换的时候，要分清是lowmem还是higtmem。如果是前者，直接__va(page_to_pfn(page) << PAGE_SHIFT)，若是后者，需要在page_address_htable映射表中查找。
参考资料：
１http://blog.csdn.net/tigerjb/article/details/6412881
２http://blog.csdn.net/cnctloveyu/article/details/4256446
３http://blog.chinaunix.net/space.php?uid=20583479&do=blog&id=1920147
