VMALLOC_RESERVE 和 896M

思一克

VMALLOC_RESERVE和896M

LINUX 內(nèi)核虛擬地址空間到物理地址空間一般是固定連續(xù)影射的。

假定機(jī)器內(nèi)存為512M，
從3G開始，到3G + 512M 為連續(xù)固定影射區(qū)。zone_dma, zone_normal為這個(gè)區(qū)域的。固定影射的VADDR可以直接使用（get a free page, then use pfn_to_virt()等宏定義轉(zhuǎn)換得到vaddr）或用kmalloc等分配. 這樣的vaddr的物理頁是連續(xù)的。得到的地址也一定在固定影射區(qū)域內(nèi)。

如果內(nèi)存緊張，連續(xù)區(qū)域無法滿足，調(diào)用vmalloc分配是必須的，因?yàn)樗�可以將物理不連續(xù)的空間組合后分配，所以更能滿足分配要求。

但vmalloc分配的vaddr一定不能與固定影射區(qū)域的vaddr重合。因?yàn)関addr到物理頁的影射同時(shí)只能唯一。所以vmalloc得到的vaddr要在3G + 512m 以上才可以。也就是從VMALLOC_START開始分配。 VMALLOC_START比連續(xù)固定影射區(qū)大最大vaddr地址還多8-16M（2*VMALLOC_OFFSET)--有個(gè)鬼公式在

#define VMALLOC_OFFSET  8*1024
#define VMALLOC_START  (high_memory - 2*VMALLOC_OFFSET) & ~(VMALLOC_OFFSET-1)

high_memory 就是固定影射區(qū)域最高處。

空開8-16M做什么？ 為了捕獲越界的mm_fault.
同樣，vmalloc每次得到的VADDR空間中間要留一個(gè)PAGE的空（空洞），目的和上面的空開一樣。你vmalloc(100)2次，得到的2個(gè)地址中間相距8K。
如果連續(xù)分配無空洞，那么比如
p1=vmalloc(4096)；
p2=vmalloc(4096)；
如果p1使用越界到p2中了，也不會(huì)mm_falut. 那不容易debug.

下面說明VMALLOC_RESERVE和896M的問題。

上面假設(shè)機(jī)器物理512M的case. 如果機(jī)器有1G物理內(nèi)存如何是好？那vmalloc()的vaddr是不是要在3G + 1G + 8M 空洞以上分配？超過尋址空間了嗎。
這時(shí)，4G 下面保留的VMALLOC_RESERVER 128m 就派上用場了。
也就是說如果物理內(nèi)存超過896M, high_memory也只能在3G + 896地方。可尋址空間最高處要保留VMALLOC_RESREVER 128M給vmalloc用。

所以這128M的VADDR空間是為了vmalloc在物理超過了896M時(shí)候使用。如果物理僅僅有512M, 一般使用不到。因?yàn)閂MALLOC_START很低了。如果vmalloc太多了才會(huì)用到。

high_memory在arch/i386/kernel, mm的初始化中設(shè)置。根據(jù)物理內(nèi)存大小和VMALLOC_RESERVE得到數(shù)值.

所以說那128M僅僅是為了影射1G以上的物理內(nèi)存的不對的。如果物理內(nèi)存2G,1G以下的vmalloc也用那空間影射。

看vmalloc分配的東西可以用

1. 
   
2. show_vmalloc()
   
3. {
   
4. struct vm_struct **p, *tmp;
   
5. 
   
6.     for(p = &vmlist; (tmp = *p); p = &tmp->next) {
   
7.        printk("%p %p %d\n", tmp, tmp->addr, tmp->size
   
8. 
   
9.    }
   
10. }
    

復(fù)制代碼

看到。

不全面的地方我還有補(bǔ)充，歡迎討論

[ 本帖最后由 albcamus 于 2006-1-17 09:17 編輯 ]

yjh777

糾正一下：
2.4.21內(nèi)核 i386 平臺(tái)上的定義：
#define VMALLOC_OFFSET  (8*1024*1024)
#define VMALLOC_START   (((unsigned long) high_memory + 2*VMALLOC_OFFSET-1) & \
                                                ~(VMALLOC_OFFSET-1))
#define VMALLOC_VMADDR(x) ((unsigned long)(x))
#if CONFIG_HIGHMEM
# define VMALLOC_END    (PKMAP_BASE-2*PAGE_SIZE)
#else
# define VMALLOC_END    (FIXADDR_START-2*PAGE_SIZE)
#endif


2.6.9內(nèi)核 i386 平臺(tái)上的定義：
#define VMALLOC_OFFSET        (8*1024*1024)
#define VMALLOC_START        (((unsigned long) high_memory + vmalloc_earlyreserve + \
                        2*VMALLOC_OFFSET-1) & ~(VMALLOC_OFFSET-1))
#ifdef CONFIG_HIGHMEM
# define VMALLOC_END        (PKMAP_BASE-2*PAGE_SIZE)
#else
# define VMALLOC_END        (FIXADDR_START-2*PAGE_SIZE)
#endif

可以看一下ULK 2nd（中文版） 的圖7-7。 英文版就是 Figure 7-7 了
2.6內(nèi)核的對應(yīng) ULK 3rd 的Figure 8-7

[ 本帖最后由 yjh777 于 2006-1-16 17:42 編輯 ]

思一克

to yjh777.

謝謝。我沒仔細(xì)打字，所以。。。
KMALLOC_RESERVER 應(yīng)該是VMALLOC_RESERVE

本帖子就是針對你的帖子和幾個(gè)人的疑問寫的。對你的理解是否有幫助？

思一克

to albcamus,

請幫助將題目改了，KMALLOC_RESERVE 應(yīng)該為VMALLOC_RESERVE

謝謝

yjh777

原帖由 思一克 于 2006-1-16 16:55 發(fā)表
to yjh777.

謝謝。我沒仔細(xì)打字，所以。。。
KMALLOC_RESERVER 應(yīng)該是VMALLOC_RESERVE

本帖子就是針對你的帖子和幾個(gè)人的疑問寫的。對你的理解是否有幫助？

8錯(cuò)， 解釋的很透徹。 謝謝

還有一個(gè)問題：就是用戶空間程序，可不可以使用高端內(nèi)存，有幾種方法。

思一克

我在看。因?yàn)槲覚C(jī)器僅僅512M，所以無法實(shí)驗(yàn)


“
還有一個(gè)問題：就是用戶空間程序，可不可以使用高端內(nèi)存，有幾種方法�！�

albcamus

我印象里用戶空間是可以使用高端內(nèi)存的， 只不過不可能超過4G的空間范圍 per 進(jìn)程。
至于如何為用戶進(jìn)程分配高端內(nèi)存則不懂， 這兩天補(bǔ)一下VM。
to 思兄:那個(gè)公式也有筆誤嗎？ 我不確定，還是您自個(gè)兒編輯一下吧， 我怕編輯錯(cuò)了

snow_insky

用戶空間當(dāng)然可以使用了，而且是正常的使用，內(nèi)核在分配那些不經(jīng)常使用的內(nèi)存時(shí)，都用高端內(nèi)存空間（如果有），所謂不經(jīng)常使用是相對來說的，比如內(nèi)核的一些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就屬于經(jīng)常使用的，而用戶的一些數(shù)據(jù)就屬于不經(jīng)常使用的。

用戶在啟動(dòng)一個(gè)應(yīng)用程序時(shí)，是需要內(nèi)存的，而每個(gè)應(yīng)用程序都有3G的線性地址，給這些地址映射頁表時(shí)就可以直接使用高端內(nèi)存。

而且還要糾正一點(diǎn)的是：那128M內(nèi)存的功能不僅僅是用在這些地方的，如果你要加載一個(gè)設(shè)備，而這個(gè)設(shè)備需要映射內(nèi)存到內(nèi)核中，它也需要使用這段線性地址空間來完成，否則內(nèi)核就不能訪問設(shè)備上的內(nèi)存空間了。

albcamus

>> 那128M內(nèi)存的功能不僅僅是用在這些地方的，如果你要加載一個(gè)設(shè)備，而這個(gè)設(shè)備需要映射內(nèi)存到內(nèi)核中，它也需要使用這段線性地址空間來完成，否則內(nèi)核就不能訪問設(shè)備上的內(nèi)存空間了。

這個(gè)曾經(jīng)在某個(gè)版本的內(nèi)核代碼的__VMALLOC_RESERVE宏的注釋中見過，呵呵，可是現(xiàn)在在2.6.14找不到了

snow_insky

那 能告訴我現(xiàn)在的那些內(nèi)存是怎么映射的嗎？它不會(huì)不需要線性地址就可以被使用了吧！