linux内核空间

内核空间----是由内核负责映射，它并不会跟着进程改变，是固定的。

高端内存--896M以上的部分称之为高端内存。

3G--------------------------------------------------------------------4G

直接映射区---8M-动态映射区-8K---kmap区---固定映射区-4K

896M-------120M----------------------4M--------------4M---------

直接映射区--从3G开始最大896M的线性地址区间，该区域的线性地址和物理地址之间存在线性转换关系。线性地址=3G+物理地址。

动态映射区---地址由内核函数vmalloc来进行分配，特点是线性空间连续，但对应的物理空间不一定连续。vmalloc分配的线性地址所对应的物理页可能处于低端内存，也可能处于高端内存。

永久内存映射区----对于896M以上的高端内存，可使用该区域来访问，访问方法：

1-使用alloc_page(__GFP_HIGHMEM)分配高端内存页。

2使用kmap函数将分配到的高端内存映射到该区域。

固定映射区--固定映射区中每个地址都服务于特定的用途，如ACPI_BASE等。

虚拟内存---

linux操作系统采用虚拟内存管理技术，使得每个进程都有独立的进程地址空间，该空间是大小为3G，用户看到和接触的都是虚拟地址，无法看到实际的物理地址。利用这种虚拟地址不但能起到保护操作系统的作用，而且更重要的是用户程序可使用比实际物理内存更大的地址空间。

linux将4G的虚拟地址空间划分为两个部分------用户空间和内核空间。用户空间从0----0xbfffffff,内核空间从3G----4G。用户进程通常情况下只能访问用户空间的虚拟地址，不能访问内核空间。例外情况是用户进程通过系统调用访问内核空间。

进程空间----

用户空间对应进程，所以每当进程切换，用户空间就会跟着变化。

每个进程的用户空间都是完全独立，互不相干的。把同一个程序同时运行10次，会看到10个进程使用的线性地址一摸一样。cat /proc/maps

创建进程fork()，程序载入execve()，动态内存分配malloc()等进程相关操作都需要分配内存给进程。这时进程申请和获得的不是物理地址，仅仅是虚拟地址。

实际的物理内存只有当进程真的去访问新获取的虚拟地址时，才会由请页机制产生缺页异常，从而进入分配实际页框的程序。该异常是虚拟内存机制赖以存在的基本保证------它会告诉内核去为进程分配物理页，并建立对应的页表，这之后虚拟地址才实实在在的映射到了物理地址上。

在应用程序中，常用malloc函数进行动态内存分配，而在linux内核中，通常使用kmalloc来动态分配内存。

#include

void *kmalloc(size_t size,int flags)

size--要分配的内存大小

flags--分配标志，它控制kmalloc的行为。

最常用的标志是GFP_KERNEL。它的意思是该内存分配是由运行在内核态的进程调用的。也就是说，调用它的函数属于某个进程的。当空闲内存太少时，kmalloc函数会使当前进程进入睡眠，等待空闲的页出现。如果kmalloc是在进程上下文之外调用，比如在中断处理，任务队列处理，和内核定时器处理中。这些情况属于中断上下文，不能进入睡眠，这时应该使用优先权GFP_ATOMIC

GFP_ATOMIC--在进程上下文之外的代码中分配内存，从不睡眠。

GFP_KERNEL--进程上下文中的分配，可能睡眠。（16M---896M）

__GFP_DMA-----表示分配能够DMA的内存区（物理地址在16M以下的页帧）

__GFP_HIGHMEM----表示分配的内存位于高端内存（896M以上）

按页分配--------------

若模块需要分配大块的内存，那使用面向页的分配技术会更好。

get_zeroed_page(unsigned int flags)

返回指向新页面的指针，并将页面清零。

__get_free_page(unsigned int flags)

不清0 页面

__get_free_pages(unsigned int flags,unsigned int order)

分配若干个连续的页面，返回指向该内存区域的指针，但也不清0这段内存区域。

释放---

当程序用完这些页，需要释放。

void free_page(unsigned long addr)

void free_pages(unsigned long addr,unsigned long order)

如果释放的和先前分配数目不等的页面，会导致系统错误。