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分类: LINUX

2013-05-31 15:04:43

内核地址空间分布

2011-11-8-13-51

直接映射区:线性空间中从3G开始最大896M的区间,为直接内存映射区,该区域的线性地址和物理地址存在线性转换关系:线性地址=3G+物理地址。

动态内存映射区:该区域由内核函数vmalloc来分配,特点是:线性空间连续,但是对应的物理空间不一定连续。vmalloc分配的线性地址所对应的物理页可能处于低端内存,也可能处于高端内存。

永久内存映射区:该区域可访问高端内存。访问方法是使用alloc_page(_GFP_HIGHMEM)分配高端内存页或者使用kmap函数将分配到的高端内存映射到该区域。

固定映射区:该区域和4G的顶端只有4k的隔离带,其每个地址项都服务于特定的用途,如ACPI_BASE等。

进程的地址空间

    linux采用虚拟内存管理技术,每一个进程都有一个3G大小的独立的进程地址空间,这个地址空间就是用户空间。每个进程的用户空间都是完全独立、互补相干的。进程访问内核空间的方式:系统调用中断
    创建进程等进程相关操作都需要分配内存给进程。这时进程申请和获得的不是物理地址,仅仅是虚拟地址。
实 际的物理内存只有当进程真的去访问新获取的虚拟地址时,才会由“请页机制”产生“缺页”异常,从而进入分配实际叶框的程序。该异常是虚拟内存机制赖以存在 的基本保证---它会告诉内核去为进程分配物理页,并建立对应的页表,这之后虚拟地址才实实在在的映射到了物理地址上。

 

2011-11-8-13-50

vmalloc和kmalloc区别
1,kmalloc对应于kfree,分配的内存处于3GB~high_memory之间,这段内核空间与物理内存的映射一一对应,可以分配连续的物理内存;
vmalloc对应于vfree,分配的内存在VMALLOC_START~4GB之间,分配连续的虚拟内存,但是物理上不一定连续。

2,vmalloc() 分配的物理地址无需连续,而kmalloc() 确保页在物理上是连续的
3,kmalloc分配内存是基于slab,因此slab的一些特性包括着色,对齐等都具备,性能较好。物理地址和逻辑地址都是连续的。
4,最主要的区别是分配大小的问题,比如你需要28个字节,那一定用KMALLOC,如果用VMALLOC,分配不多次机器就over了。
    尽管仅仅在某些情况下才需要物理上连续的内存块,但是,很多内核代码都调用kmalloc(),而不是用vmalloc()获得内存。这主要是出于性能的 考虑。vmalloc()函数为了把物理上不连续的页面转换为虚拟地址空间上连续的页,必须专门建立页表项。还有,通过 vmalloc()获得的页必须一个一个的进行映射(因为它们物理上不是连续的),这就会导致比直接内存映射大得多的缓冲区刷新。因为这些原 因,vmalloc()仅在绝对必要时才会使用——典型的就是为了获得大块内存时,例如,当模块被动态插入到内核中时,就把模块装载到由 vmalloc()分配的内存上。

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