直接映射區：線性空間中從3G開始最大896M的區間，為直接內存映射區，該區域的線性地址和物理地址存在線性轉換關系：線性地址=3G+物理地址。

動態內存映射區:該區域由內核函數vmalloc來分配，特點是：線性空間連續，但是對應的物理空間不一定連續。vmalloc分配的線性地址所對應的物理頁可能處于低端內存，也可能處于高端內存。

永久內存映射區：該區域可訪問高端內存。訪問方法是使用alloc_page(_GFP_HIGHMEM)分配高端內存頁或者使用kmap函數將分配到的高端內存映射到該區域。

固定映射區：該區域和4G的頂端只有4k的隔離帶，其每個地址項都服務于特定的用途，如ACPI_BASE等。

1.內核的線性地址空間　

進程的4GB內存空間被人為的分為兩個部分--用戶空間與內核空間。用戶空間地址分布從0到3GB(PAGE_OFFSET，在0x86中它等于0xC0000000)，3GB到4GB為內核空間。

　　內核空間中，從3G到vmalloc_start這段地址是物理內存映射區域（該區域中包含了內核鏡像、物理頁框表mem_map等等）。在物理內存映射區之后，就是vmalloc區域。對于 160M的系統而言，vmalloc_start位置應在3G+160M附近（在物理內存映射區與vmalloc_start期間還存在一個8M的gap 來防止躍界），vmalloc_end的位置接近4G(最后位置系統會保留一片128k大小的區域用于專用頁面映射)

　　kmalloc和get_free_page申請的內存位于物理內存映射區域，而且在物理上也是連續的，它們與真實的物理地址只有一個固定的偏移.

vmalloc申請的內存則位于vmalloc_start～vmalloc_end之間，與物理地址沒有簡單的轉換關系，雖然在邏輯上它們也是連續的，但是在物理上它們不要求連續

2.物理內存空間的布局

linux把每個節點的物理內存劃分為3個管理區（zone）：ZONE_DMA(低于16MB的內存頁框), ZONE_NORMAL（16MB~896MB的內存頁框）, ZONE_HIGHMEM（高于896MB的內存頁框）

vmalloc和kmalloc區別

1，kmalloc對應于kfree，分配的內存處于3GB～high_memory之間，這段內核空間與物理內存的映射一一對應，可以分配連續的物理內存； vmalloc對應于vfree，分配的內存在VMALLOC_START～4GB之間，分配連續的虛擬內存，但是物理上不一定連續。

2，vmalloc() 分配的物理地址無需連續，而kmalloc() 確保頁在物理上是連續的?
3，kmalloc分配內存是基于slab，因此slab的一些特性包括著色，對齊等都具備，性能較好。物理地址和邏輯地址都是連續的。?
4，最主要的區別是分配大小的問題，比如你需要28個字節，那一定用kmalloc，如果用vmalloc，分配不多次機器就罷工了。?
??? 盡管僅僅在某些情況下才需要物理上連續的內存塊，但是，很多內核代碼都調用kmalloc()，而不是用vmalloc()獲得內存。這主要是出于性能的考慮。vmalloc()函數為了把物理上不連續的頁面轉換為虛擬地址空間上連續的頁，必須專門建立頁表項。還有，通過 vmalloc()獲得的頁必須一個一個的進行映射（因為它們物理上不是連續的），這就會導致比直接內存映射大得多的緩沖區刷新。因為這些原因，vmalloc()僅在絕對必要時才會使用，最典型的就是為了獲得大塊內存時，例如，當模塊被動態插入到內核中時，就把模塊裝載到由vmalloc()分配的內存上。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的linux内存管理——kmalloc和vmalloc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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