vmalloc和kmalloc之间有什么区别？

我在谷歌上搜索了一下，发现大多数人都提倡使用

kmalloc

，因为你可以保证获得连续的物理内存块。但是，如果找不到所需的连续物理块，那么

kmalloc

似乎也会失败。
拥有一个连续的内存块有什么好处？具体来说，为什么在系统调用中需要一个连续的物理内存块？有什么原因我不能直接使用

vmalloc

？
最后，如果我要在处理系统调用期间分配内存，我应该指定

GFP_ATOMIC

？系统调用是否在原子上下文中执行

GFP\u原子

分配是高优先级的，并且 他不睡觉。这是我们的旗帜 在中断处理程序中使用，底部 半途而废和其他情况下 睡不着

GFP\u内核

这是正常分配，可能会阻塞。这是要使用的标志 安全睡眠时的进程内上下文代码

拥有一个连续的内存块有什么好处？具体来说，为什么我需要在系统调用中有一个连续的物理内存块？有什么原因不能直接使用vmalloc吗

从

vmalloc

上的谷歌“我感到很幸运”中：

kmalloc是首选方式，只要您不需要很大的面积。问题是，如果您想从/到某些硬件设备进行DMA，则需要使用kmalloc，并且可能需要更大的数据块。解决的办法是尽快分配内存 内存变得支离破碎。简短回答：下载并阅读有关内存管理的章节

说真的，有很多与内核内存管理相关的微妙问题需要理解——我花了很多时间调试内核内存管理的问题

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vmalloc（）很少使用，因为内核很少使用虚拟内存。kmalloc（）是通常使用的，但是您必须知道不同标志的后果，并且需要一种策略来处理失败时发生的情况，特别是在中断处理程序中，正如您所建议的。

如果缓冲区将由物理寻址总线（如PCI）上的DMA设备访问，您只需要担心使用物理连续内存。问题是，许多系统调用无法知道它们的缓冲区最终是否会被传递到DMA设备：一旦将缓冲区传递到另一个内核子系统，您就真的不知道它将去哪里。即使内核现在不使用DMA缓冲区，未来的开发也可能会这样做

vmalloc通常比kmalloc慢，因为它可能必须将缓冲区空间重新映射到一个几乎连续的范围。kmalloc从不重新映射，尽管如果不使用GFP_调用，kmalloc可以阻止

kmalloc提供的缓冲区大小有限：128 KB*）。如果您需要一个非常大的缓冲区，您必须使用vmalloc或其他一些机制，比如在引导时保留高内存

*)早期的内核也是如此。在最近的内核上（我在2.6.33.2上进行了测试），单个kmalloc的最大大小高达4MB！（我写了一封信。）-凯万

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对于不需要将GFP_原子传递给kmalloc（）的系统调用，可以使用GFP_内核。您不是中断处理程序：应用程序代码通过陷阱进入内核上下文，它不是中断。

其他区别之一是kmalloc将返回逻辑地址（否则指定GPF_HIGHMEM）。逻辑地址放在“低内存”（物理内存的第一个千兆字节）中，并直接映射到物理地址（使用u_pa宏对其进行转换）。此属性意味着K分配的内存是连续内存

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另一方面，Vmalloc能够从“高内存”返回虚拟地址。这些地址不能直接转换为物理地址（必须使用virt_to_page函数）。

Robert Love的Linux内核开发（第三版第12章，第244页）非常清楚地回答了这一问题

是的，在许多情况下不需要物理上连续的内存。在内核中使用kmalloc比使用vmalloc更多的主要原因是性能。这本书解释说，当使用vmalloc分配大内存块时，内核必须将物理上不连续的块（页）映射到单个连续的虚拟内存区域。由于内存实际上是连续的，并且物理上是非连续的，因此必须向页表中添加几个虚拟到物理地址映射。在最坏的情况下，将有（缓冲区大小/页面大小）个映射添加到页面表中

这也增加了访问此缓冲区时TLB（存储最近虚拟到物理地址映射的缓存项）的压力。这可能导致。

kmalloc（）&

vmalloc（）

函数是一个简单的接口，用于以字节大小的块获取内核内存

kmalloc（）

函数保证页面在物理上是连续的（并且实际上是连续的）

vmalloc（）

函数的工作方式与

kmalloc（）

类似，只是它分配的内存实际上是连续的，不一定是物理连续的

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在32位系统上，kmalloc（）返回内核逻辑地址（虽然是虚拟地址），该地址直接映射到物理地址（实际上是常数偏移量）。 这种直接映射确保我们获得一个连续的RAM物理块。适用于DMA，在DMA中，我们只给出初始指针，并期望随后为我们的操作提供连续的物理映射

vmalloc（）返回内核虚拟地址，而内核虚拟地址在物理RAM上可能没有连续映射。 适用于大内存分配和