[Linux内存]vmalloc学习笔记

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一：vmalloc
http://www.360doc.com/content/14/0614/13/18127083_386524093.shtml
1,vmalloc()的内核入口函数是kernel/mm/Vmalloc.c里的void *vmalloc(unsigned long size),size表示的是请求内核分配的字节数目。

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1. void *vmalloc(unsigned long size)  
2. {  
3.  return __vmalloc_node_flags(size,-1,GFP_KERNEL|__GFP_HIGHMEM);  
4. }  

从以上代码可知，vmalloc（）主要是从高端内存区域去分配内存。
vmalloc()函数最终会调用到__vmalloc_node_range(unsigned long size,unsigned long align,unsigned long start,unsigned long end,gfp_t gfp_mask,,,,)函数
以上函数size表示的是具体分配的字节的大小，align表示对齐的大小，默认为1，start和end分别表示vmalloc分区区域的起始地址和结束地址，arm体系结构上默认如下：

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1. #define VMALLOC_OFFSET (8*1024*1024)  
2. #define VMALLOC_START (((unsigned long)high_memory+VMALLOC_OFFSET)&~(VMALLOC_OFFSET-1))  
3. #define VMALLOC_END 0Xff000000UL   //4080M  

__vmalloc_node_range所做的事情如下：
1. 首先检查请求分配的内存大小有没有超过最大的物理页面数。如果超过返回0，表示分配失败。
       size = PAGE_ALIGN(size);
       if (!size || (size >> PAGE_SHIFT) > num_physpages)
              return NULL;
2，调用__get_vm_area_node()函数，
 该函数作用，使用kmalloc在slab中，分配vm_struct数据结构。

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1. area = kmalloc_node(sizeof(*area), GFP_KERNEL, node);  
2. uct vm_struct {  
3. void               *addr; // 虚拟地址的开始  
4. unsigned long         size; // 分配大小  
5. unsigned long         flags; // 标志位  
6. struct page            **pages; // 对应的页面  
7. unsigned int           nr_pages; // 页面数量  
8. unsigned long         phys_addr; // 物理地址  
9. struct vm_struct    *next; // 单链表，指向下一个vm节点  

 接下来在单链表vmlist中查找适合的位置，并将新的vm节点插入到单链表中。

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1. for (p = &vmlist; (tmp = *p) != NULL ;p = &tmp->next) {  
2.        if ((unsigned long)tmp->addr < addr) {  
3.               if((unsigned long)tmp->addr + tmp->size >= addr)  
4.                      addr = ALIGN(tmp->size +  
5.                                  (unsigned long)tmp->addr, align);  
6.               continue;  
7.        }  
8.        if ((size + addr) < addr)  
9.               goto out; // 地址越界  
10.        if (size + addr <= (unsigned long)tmp->addr)  
11.               goto found; // 查找成功。进行插入操作  
12.        addr = ALIGN(tmp->size + (unsigned long)tmp->addr, align);  
13.        if (addr > end - size)  
14.               goto out; // 地址越界  
15. }  
16. // 插入新的vm节点到vmlist中去。  
17. area->next = *p;  
18. *p = area;  
19. // 初始化新结点  
20. area->flags = flags;  
21. area->addr = (void *)addr;  
22. area->size = size;  
23. // 物理内存还未分配。  
24. area->pages = NULL;  
25. area->nr_pages = 0;  
26. area->phys_addr = 0;  

3，调用__vmalloc_area_node()函数
  接下来初始化vm_struct结构中的pages和nr_pages字段。
 a)         初始化nr_pages字段
      nr_pages = (area->size - PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
 b)        初始化pages数组
 计算数组大小
     array_size = (nr_pages * sizeof(struct page *));
 如果数组大小大于1个页面，在非连续区进行分配，否则在连续区进行分配

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1.     if (array_size > PAGE_SIZE)  
2.      pages = __vmalloc_node(array_size, gfp_mask, PAGE_KERNEL, node);  
3.     else  
4.      pages = kmalloc_node(array_size, (gfp_mask & ~__GFP_HIGHMEM), node);  
5. area->pages = pages;  

 从伙伴系统中进行物理内存页面的分配

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1. for (i = 0; i < area->nr_pages; i++) {  
2.        if (node < 0)  
3.               area->pages[i] = alloc_page(gfp_mask); // 针对UMA  
4.        else  
5.               area->pages[i] = alloc_pages_node(node, gfp_mask, 0); // 针对NUMA  
6.        if (unlikely(!area->pages[i])) {  
7.               /* Successfully allocated i pages, free them in __vunmap() */  
8.               area->nr_pages = i;  
9.               goto fail;  
10.        }  
11. }  

    最后根据实际申请到的物理内存情况建立页表映射。刷新TLB标志
4，调用insert_vmalloc_vmlist()函数
    将vm_struct结构体插入到vmlist链表中
5，调用kmemleak_alloc()函数。

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原文地址：http://www.cnblogs.com/zhiliao112/p/4251217.html