管理模型

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右邊是虛擬地址，左下角是虛擬地址到物理地址的轉換。

在linux系統程序中都是用虛擬地址。虛擬地址空間是由硬件來決定的。例如32位的系統，虛擬地址空間是4G=2的32次方。0-3G是用戶空間，3G-4G是內核空間。而內核空間又被分為了四個部分：直接映射區（896M），vmalloc區，永久映射區，固定映射區。

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虛擬地址到物理地址的轉換

上圖的簡述：首先在我們的cr3寄存器中，存放的是頁目錄的基地址，然后虛擬地址把他轉換為物理地址。然后怎么去找到我們的存儲單元呢？首先高10位和我們的cr3相加，就可以找到一個頁目錄項里的頁表的基地址。頁表的基地址，再加上中間的10位，就可以找到一個物理頁的基地址。物理頁的基地址再去加上最后12位的偏移，就可以找到這個物理頁，就可以去找到這個物理存儲單元了。大小通常是4K大小。

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我們知道，對于4G的內存，從3G----3G+896M，稱為低端內存，3G+896M----4G稱為高端內存。

所謂直接映射區，顧名思義就是直接映射的關系。直接的關系體現在，物理內存地址和他的虛擬內存之間的大小是固定的：相差3G大小。例如，有一個虛擬地址為3G+128M，那么他的物理地址為128M。

Vmalloc區，他可以訪問高端和低端區域，沒有直接的映射關系。

永久映射區，固定用來訪問高端內存的。

固定映射區，這個區域的地址與我們的特殊的寄存器建立聯系的。

在linux系統中，為了避免內存的浪費，采用的是虛擬內存，所謂的虛擬內存就是當你在用戶程序使用malloc函數去創建一個內存空間的時候，系統分配給你的是虛擬地址，當你真正要使用到這個物理地址的時候，會產生一個請頁異常(缺頁異常），此時系統才會給你分配真正的物理空間。在內核程序存在兩種情況：第一是：當我們使用vmalloc函數申請內存空間的時候，也是跟用戶程序一樣的情況。第二是：當我們采用Kmalloc函數申請內存空間的時候，內存才會分配給你虛擬內存和物理內存映射好的內存空間。原理是：內核里有一個slab函數，他會從空閑的物理內存中，取一些物理內存放到他的池子里面。當我們使用Kmalloc的時候，就會從池中分配一些給你。

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這些知識現在知識了解，等學了驅動才去深入。

轉載于:https://www.cnblogs.com/FORFISH/p/5188438.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的9、linux内存管理子系统的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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