Linux 内核内存管理子系统

1、虚拟地址与物理地址的映射

1.1、虚拟地址空间分布

     

     linux 采用虚拟地址管理，如果是32位的CPU，则虚拟地址是为4G的，即2的 32 次方。虚拟地址可以分为用户空间和内核空间，用户空间主要用来存储应用程序，地址0~3G，也就是说每一个应用程序都有0~3G的地址空间可以用。内核空间是3G~4G，又可以分为4个区域，分别是直接映射区（3G~3G+896M）、vmalloc区、永久映射区、固定映射的线性地址。

1.2、虚拟地址转化为物理地址

     

      32位的虚拟地址分为3个部分，其中高十位存储页目录的偏移地址，加上cr3寄存器内的页目录基地址可以从页目录里找到一个页表，从而得到页表的基地址，加上32位虚拟地址的中间10位存储页表的偏移地址，便可以找到页，从而得到页的基地址，加上低12位的页内偏移地址就可以找到具体的物理内存啦！

2、物理内存的分配管理

      用户空间分配虚拟内存，如果内存没有使用，虚拟内存就不会和具体的物理内存建立链接，需要使用时出现请页异常，系统会通过get_free_page();函数为其分配空闲叶框，然后虚拟内存和这个空闲页框建立链接。

     然而内核程序分配的虚拟内存（kmalloc函数）无论使用与否，都会与具体的物理内存建立链接。