vmalloc()相关vm_struct链表创建及内存分配技术疑问

1. vm_struct链表的创建机制 #

vm_struct链表并不是系统启动时就预先创建好的，和kmem_cache_create预先创建slab缓存的机制完全不同：

• 每次调用vmalloc()时，内核会先在vmalloc专属虚拟地址空间（x86_64架构下是独立于直接映射区的一段虚拟地址范围）里查找一段连续的空闲虚拟地址。
• 找到合适的地址范围后，内核会通过kmalloc从slab分配器动态分配一个新的vm_struct结构体，把它添加到vm_structs链表中，用来记录这段虚拟地址区域的信息（比如起始地址、长度、物理页指针等）。
• 之后内核才会分配离散的物理页（可能来自ZONE_NORMAL等内存域），并建立虚拟地址到物理页的页表映射。

简单说，vmalloc()不止调整页表，还包含了地址空间查找、vm_struct动态分配、物理页分配等多个步骤。

2. 16GB x86_64机器的ZONE_NORMAL用途 #

ZONE_NORMAL绝对不会全部用来创建vm_struct链表：

• vm_struct本身是很小的元数据结构（单结构体仅几十字节），就算创建大量节点，占用的内存也可以忽略不计。
• ZONE_NORMAL是内核管理常规物理页的核心区域，主要用于分配连续物理页、承载slab缓存的底层页、以及给vmalloc提供离散物理页等。
• vmalloc使用的是虚拟地址空间，它的物理页是按需从ZONE_NORMAL等区域分配的离散页，只有当你实际调用vmalloc()申请内存时，才会从ZONE_NORMAL取对应大小的物理页，而非把整个ZONE_NORMAL预留给vm_struct链表。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Franc