Linux内存分配

原文链接：https://blog.csdn.net/YuZhiHui_No1/article/details/46982231

用户空间和内核空间线性地址分配

内核空间的1G分配

通常会把内核空间中大于896M的空间称作内核空间中的高端内存(high_memory)。物理内存的末尾和非连续内存之间插入了一个大小为8MB的区间，这是一个安全区，目的是“捕获”对非连续区的非法访问。同样，在其他非连续区间也插入了大小为4KB的安全区，而每个非连续区的大小都是4KB的倍数。如下图：

非连续内存的线性地址空间是从VMALLOC_START~VMALLOC_END,共128MB大小。当内核需要用vmalloc类的函数进行非连续内存分配时，就会申请一个vm_struct结构来描述对应的vmalloc区，若分配多个vmalloc的内存区，那么相邻两个vmalloc区之间的间隔大小至少为4KB，即至少是一个页框大小PAGE_SIZE。

内核中描述非连续区的数据结构是vm_struct：

struct vm_struct {
            struct vm_struct *next;        //指向下一个vm_struct区，所有非连续区组成一个单链表，链表头为vmlist
            void *addr;               //代表每个内存区的起始地址，即指向申请的内存区的第一个内存单元(线性地址)            
            unsigned long size;            //当前所申请的内存区大小加4KB(安全区)
            unsigned long flags;           //标识内存区类型
            struct page **pages;       //指向nr_pages页描述符指针数组的指针
            unsigned int nr_pages;     //所申请的内存区大小对应的页框数
            phys_addr_tphys_addr;   //该字段一般为0，除非内存已经被申请用作映射一个硬件设备的I/O共享内存
            const void *caller;         //当前调用vmalloc类的函数的返回地址
 };

flags标志非连续区映射的内存类型，VM_ALLOC表示使用vmalloc()得到页，VM_MAP表示使用vmap()得到页，VM_IOREMAP表示ioremap()得到页。