Linux内存申请应用及方法原理总结

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1. 地址空间的管理

物理地址都是有内核管理的, node–>zone–>mem_map–>page, 所有的物理页面都在mem_map数组中的页帧对应, 然后不同的page有分为DMA,normal,highmem三个zone。

Linux内核线性地址空间, 实际上只是低端内存才有线性地址,0—896MB部分。

内核虚拟地址, 低端内存的虚拟地址与线性地址是一样的。 高端内存只有在映射了以后才有虚拟地址

用户空间地址, tast_struct —> mmap –> mm_struct —> vm_area_struct

2.Linux内存的申请或使用

物理内存的分配, 在内核中最终都要调用__alloc_pages().它是最核心的分配函数,申请大小最大不超过2的MAX_ORDER次幂,在现在好像最大定义为4MB。

线性地址, kmalloc和get_free_pages,线性地址, 对应的物理内存就是低端内存,kmalloc是基于slab的分配技术, 最大不能超过128KB。

虚拟地址, vmalloc申请, 他只是在内核中建立类似与用户空间的vm_area的一个虚拟内存空间到vmlist中, 最终的物理内存分配还是基于缺页的。

用户空间的虚拟内存, malloc之类的, 最终在内核中都是do_map()和do_brk()。实际上也只是建立了一块虚拟空间,最终的物理内存还是在缺页异常时分配的。

3. Linux内存的交换问题

在page结构和用户层的vm_area_struct结构中, 都包含locked和reserved标志。通过合适的途径设置这些标志, 可以是页面锁存在物理内存

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