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关于Linux内存管理的认识

  我们都知道,内核把线性地址(大多数情况也叫虚拟地址)分为三个部分:物理内存映射区,VMALLOC映射区以及固定映射地址区。这里主要讨论前两种。

  所谓的物理内存映射区是指与物理内存一一映射的区域。举个例子来说,如果系统有物理内存512M,那么从0xc0000000至0xc00000000+512M的线性地址就属于物理内存映射区。这块线性地址在系统初始化时就与物理内存建立起一一对应的关系。这里的一一映射是指物理地址和线性地址就差一个偏移量0xc0000000,函数__pa()就是直接把线性地址减去0xc0000000得到物理地址。所以该函数应用范围也就局限于物理地址映射区。对另两个地址区进行__pa()是错误的。道理很简单,物理地址都没那么大。

  VMALLOC映射区的特点是连续的线性地址,其物理地址不一定连续。这种映射特点和用户地址空间的映射方式是一样的。而前面讲的物理内存映射区,线性地址和物理地址显然都是连续的。当然了,最后的映射肯定是指线性地址和物理地址之间的映射。所以这部分的线性地址最终也需映射到物理内存中。这就会和物理内存映射区产生冲突:因为所有的物理内存在物理内存映射区已经有了一个线性地址了。但是我们知道,物理内存并不是每时每刻都在使用的,也就是说虽然它已经映射了,但是还没有人使用它。那么我们可以在VMALLOC映射区中先映射到那些没使用的内存并锁住。这样这些内存就不会再被分配作为其他用途。所以虽然映射有冲突,但是没有两个线性地址在同时使用。

  因为VMALLOC映射区的线性地址和物理地址没有固定的映射关系,我们只能通过查找页表来找到对应的物理页框。值得一提的是,物理页框(struct page结构体)的vitual字段仍然存放的是物理内存映射区的线性地址,也就是说如果对该物理地址进行__page_to_vir()运算后,所得的线性地址不是VMALLOC映射区的线性地址。

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