Linux内存管理 Vmal loc
在前面我们讲解了kmal loc申请连续物理内存的操作 以及原理和基础cache.在内核中还有另外一个接口函数那就是vmal loc 申请一片连续的虚拟地址空间但不保证物理空间连续实际上我们会想到用户空间的mal loc mal loc它是标准的gl ibc封装的一个函数最终实现是通过系统调用brk和mmap来实现 以后在分析它的实现过程.它就是申请连续的虚拟空间但是不保证物理内存的连续 当然用户程序也不怎么关心这个问题只所以会关心物理内存的连续性一般是由于设备驱动的使用或者DMA.但是vmal loc申请效率比较低还会造成TLB抖动.一般内核里常用kmal loc.除非特殊需求比如要获取大块内存时实例就是当ko模块加载到内核运行时 即需要vmal loc.释放函数 vfree
参考内核3.8.13
这里是说32位的处理器 即最大寻址4G虚拟空间 当然现在已经64位比较普及了后续补上吧而虚拟地址到物理地址的转化往往需要硬件的支持才能提高效率 即MMU。
当然前提需要os先建立页表PT.在l inux内核这4G空间并不是完全给用户空间使用在高端0xC0000000 3G开始留给内核空间使用x86默认配置默认0-16MDMA 16M-896MNormal 896M-1G 128M作为高端内存分配区域 当然这个区域也是可是配置的. .kmal loc函数返回的是虚拟地址(线性地址). kmal loc特殊之处在于它分配的内存是物理上连续的,这对于要进行DMA的设备十分重要.而用vmal loc分配的内存只
是线性地址连续,物理地址不一定连续,不能直接用于DMA。我们可以参考一个图 它是arm32
架构的内核虚拟地址分配图下面我们就看看vmal loc函数
(mm/vmal loc.c)
这里我们只用关注size即可而vmal loc优先从高端内存分配并且可以睡眠.继续重点看一下__vmal loc_node:
因为这里提到了VMALLOC_START和它们究竟是什么值呢 这里看了arm32和mips32的根据架构虚拟地址分配不同而不同比如mips就比较特殊在arch/mips/include/asm/pgtable-32.h 中首先看mips虚拟地址分布图
从这个图里我们知道用户空间为2G0x0-0x7fff ffff ,dma或者normal 内存映射
在kseg0 512M /kseg1,而对于vmal loc申请的虚拟地址在kseg2中当然还有其他一些特殊的映射比如io等.
在arch/arm/include/asm/pgtable.h
在看一个图
我们知道物理内存简单分为三个区域 ZONE_NORMAL、 ZONE_DMA、ZONE_HIGHMEMvmal loc我们看到它是默认从ZONE_HIGMEM里申请但是这两个函数虚拟地址是保持一致的 即都占用了4G地址空间的内核虚拟地址.通过上面的图我们确定了虚拟地址从哪里分配以及对于的物理空间从哪里分配。
下面看看vmal loc核心实现
它的基本实现思路很简单 1.分配虚拟地址空间2.对虚拟地址空间进行页表映射
需要熟知下面两个结构体 structvmap_area vm_struct *area
这里在说明一下vmal loc_init的初始化.
其实在讲slab机制的时候已经说过。
下面就说说__get_vm_area_node函数
这个函数核心就是al loc_vmap_area这个很有趣的之前我们讲到了vmal loc申请的虚拟地址范围而它只传递了size而已对于mips x86arm会有不同的虚拟空间.
既然我们已经开辟了虚拟地址空间那么还需要做的当然是和页面一一映射起来.看函数__vmal loc_area_node
而insert_vmal loc_vml ist很明显把vm_struct插入到vml ist。 那么就完成了整个过程没有想象的复杂 当然对内存有了更多的认识这里还需要说一下一般情况下有高端内存会比没有的好些防止了vmal loc申请的时候造成的TLB抖动等问题更少的破坏normal空间。
可以通过proc来查看vmal loc的一下信息
还有
Sharktech荷兰10G带宽的独立服务器月付319美元起,10Gbps共享带宽,不限制流量,自带5个IPv4,免费60Gbps的 DDoS防御,可加到100G防御。CPU内存HDD价格购买地址E3-1270v216G2T$319/月链接E3-1270v516G2T$329/月链接2*E5-2670v232G2T$389/月链接2*E5-2678v364G2T$409/月链接这里我们需要注意,默...
AlphaVPS是一家保加利亚本土主机商(DA International Group Ltd),提供VPS主机及独立服务器租用等,数据中心包括美国(洛杉矶/纽约)、德国、英国和保加利亚等,公司办公地点跟他们提供的保加利亚数据中心在一栋楼内,自有硬件,提供IPv4+IPv6,支持PayPal或者信用卡等方式付款。商家提供的大硬盘VPS主机,提供128GB-2TB磁盘,最低年付15欧元起,也可以选择...
稳爱云(www.wenaiyun.com)是创建于2021年的国人IDC商家,主要目前要出售香港VPS、香港独立服务器、美国高防VPS、美国CERA VPS 等目前在售VPS线路有三网CN2、CN2 GIA,该公司旗下产品均采用KVM虚拟化架构。机房采用业内口碑最好香港沙田机房,稳定,好用,数据安全。线路采用三网(电信,联通,移动)回程电信cn2、cn2 gia优质网络,延迟低,速度快。自行封装的...