Jaka jest różnica między vmalloc a kmalloc?

Krótka odpowiedź: pobierz Sterowniki urządzeń Linuksowych i przeczytaj rozdział na temat zarządzania pamięcią.

Poważnie, jest wiele subtelnych kwestii związanych z zarządzaniem pamięcią jądra, które musisz zrozumieć - spędzam dużo czasu na debugowaniu problemów z nim.

Vmalloc () jest bardzo rzadko używane, ponieważ jądro rzadko używa pamięci wirtualnej. kmalloc() jest tym, co jest zazwyczaj używane, ale musisz wiedzieć, jakie są konsekwencje różnych flag i potrzebujesz strategii za radzenie sobie z tym, co się dzieje, gdy się nie powiedzie - szczególnie jeśli jesteś w programie obsługi przerwań, tak jak sugerowałeś.

Rozwój jądra Linuksa Robert Love (Rozdział 12, strona 244 w trzeciej edycji) odpowiada na to bardzo wyraźnie.

Tak, fizycznie przylegająca pamięć nie jest wymagana w wielu przypadkach. Głównym powodem, dla którego kmalloc jest używany bardziej niż vmalloc w jądrze, jest wydajność. W książce wyjaśniono, że gdy duże kawałki pamięci są przydzielane za pomocą vmalloc, jądro musi mapować fizycznie nie sąsiadujące ze sobą kawałki (strony) w jeden sąsiadujący region pamięci wirtualnej. Ponieważ pamięć jest praktycznie przylegająca i fizycznie nie przylegające, kilka wirtualnych do fizycznych mapowań adresów będzie musiało zostać dodanych do tabeli strony. W najgorszym przypadku do tabeli stron zostanie dodana (rozmiar bufora/rozmiar strony) liczba mapowań.

Dodaje to również presję na TLB (wpisy pamięci podręcznej przechowujące Ostatnie mapowania adresów wirtualnych na fizyczne) podczas uzyskiwania dostępu do tego bufora. To może prowadzić do thrashing.

The kmalloc() & vmalloc() funkcje są prostym interfejsem do uzyskiwania pamięci jądra w kawałkach o wielkości bajtów.

1. Funkcja kmalloc() gwarantuje, że strony są fizycznie przylegające (i praktycznie przylegające).

2. Funkcja vmalloc() działa w podobny sposób jak kmalloc(), z tym że przydziela pamięć, która jest tylko praktycznie przylegająca, a niekoniecznie fizycznie przylegająca.

Jakie są zalety posiadania sąsiedniego bloku pamięci? W szczególności, dlaczego miałbym mieć przylegający fizyczny blok pamięci w wywołaniu systemowym? Czy jest jakiś powód, dla którego nie mogłem po prostu użyć vmalloc?

From Google ' S "I' m Feeling Lucky " on vmalloc:

Kmalloc jest preferowaną drogą, o ile nie potrzebujesz bardzo dużych obszarów. Problem w tym, że jeśli chcesz zrobić DMA Z / do jakiegoś urządzenia sprzętowego, musisz użyć kmalloc i prawdopodobnie będziesz potrzebował większego chunk. Rozwiązaniem jest przydzielenie pamięci tak szybko, jak to możliwe, przed pamięć ulega fragmentacji.

Jedną z innych różnic jest to, że kmalloc zwróci adres logiczny (w przeciwnym razie podasz GPF_HIGHMEM). Adresy logiczne są umieszczane w "małej pamięci" (w pierwszym gigabajcie pamięci fizycznej) i są mapowane bezpośrednio do adresów fizycznych (użyj makra __pa, aby je przekonwertować). Ta właściwość implikuje, że pamięć kmalloced jest pamięcią ciągłą.

Z drugiej strony, Vmalloc jest w stanie zwracać adresy wirtualne z "wysokiej pamięci". Adresy te nie mogą być konwertowane na adresy fizyczne w sposób bezpośredni (musisz użyć funkcji virt_to_page).

W systemie 32-bitowym, kmalloc () zwraca adres logiczny jądra (jest to jednak adres wirtualny), który ma bezpośrednie mapowanie (w rzeczywistości ze stałym przesunięciem) na adres fizyczny. To bezpośrednie mapowanie zapewnia, że otrzymujemy przylegający fizyczny fragment pamięci RAM. Nadaje się do DMA, gdzie podajemy tylko początkowy wskaźnik i oczekujemy dalszego fizycznego mapowania dla naszej operacji.

Vmalloc () zwraca wirtualny adres jądra, który z kolei może nie mieć przylegającego mapowania na fizycznej pamięci RAM. Przydatne przy dużej alokacji pamięci i w przypadkach, gdy nie dbamy o to, aby pamięć przydzielona do naszego procesu była ciągła również w fizycznej pamięci RAM.