【原创】(十二)Linux内存管理之vmap与vmalloc (2)

vunmap执行的是跟vmap相反的过程:从vmap_area_root/vmap_area_list中查找vmap_area区域,取消页表映射,再从vmap_area_root/vmap_area_list中删除掉vmap_area,页面返还给伙伴系统等。由于映射关系有改动,因此还需要进行TLB的刷新,频繁的TLB刷新会降低性能,因此将其延迟进行处理,因此称为lazy tlb。

来看看逆过程的流程:

【原创】(十二)Linux内存管理之vmap与vmalloc

4. vmalloc/vfree分析 4.1 vmalloc

vmalloc用于分配一个大的连续虚拟地址空间,该空间在物理上不连续的,因此也就不能用作DMA缓冲区。vmalloc分配的线性地址区域,在文章开头的图片中也描述了:VMALLOC_START ~ VMALLOC_END。

直接分析调用流程:

【原创】(十二)Linux内存管理之vmap与vmalloc

从过程中可以看出,vmalloc和vmap的操作,大部分的逻辑操作是一样的,比如从VMALLOC_START ~ VMALLOC_END区域之间查找并分配vmap_area, 比如对虚拟地址和物理页框进行映射关系的建立。不同之处,在于vmap建立映射时,page是函数传入进来的,而vmalloc是通过调用alloc_page接口向Buddy System申请分配的。

vmalloc VS kmalloc
到现在,我们应该能清楚vmalloc和kmalloc的差异了吧,kmalloc会根据申请的大小来选择基于slub分配器或者基于Buddy System来申请连续的物理内存。而vmalloc则是通过alloc_page申请order = 0的页面,再映射到连续的虚拟空间中,物理地址不连续,此外vmalloc可以休眠,不应在中断处理程序中使用。
与vmalloc相比,kmalloc使用ZONE_DMA和ZONE_NORMAL空间,性能更快,缺点是连续物理内存空间的分配容易带来碎片问题,让碎片的管理变得困难。

4.2 vfree

直接上代码:

void vfree(const void *addr) { BUG_ON(in_nmi()); kmemleak_free(addr); if (!addr) return; if (unlikely(in_interrupt())) __vfree_deferred(addr); else __vunmap(addr, 1); }

如果在中断上下文中,则推迟释放,否则直接调用__vunmap,所以它的逻辑基本和vunmap一致,不再赘述了。

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