linux - 连续的内存块如何减少内存访问时间？

Question

据说当我们使用 kmalloc() 时，该函数返回连续的物理内存块(如果可用)，而使用 vmalloc() 时，我们得到非连续的内存块(如果可用)。

进一步说明，与非连续内存块相比，连续内存块的访问速度更快[Source Link] .

更具体地说，让我们考虑两种情况:

设 1 个物理框架 = 4 KB，页面大小 = 4 KB

案例一: 在我的模块代码中，我使用 kmalloc() 将 20 KB 内存分配给一个 char 数组；调用成功。

案例二:我已经使用 vmalloc() 完成了上述请求并且调用成功了。

我的问题是:

a) 与 vmalloc() 相比，kmalloc() 完成请求所需的时间为何更少？

b) 与非连续分配相比，连续分配如何导致内存的快速访问？

在每种情况下，CPU 生成虚拟地址，提供给 MMU(如果 TLB 未命中)，执行页面遍历，识别帧号，然后将虚拟地址转换为物理地址。地址是连续的还是不连续的有什么关系？

Answer 1

对于 kmalloc，整个物理 RAM 已经以偏移量¹ 1:1 映射，即物理 RAM 地址 N 映射到虚拟地址 N+PAGE_OFFSET。这使得使用 kmalloc 的分配比使用 vmalloc 更简单，因为 vmalloc 必须找到空闲页面并设置页表，以便将页面映射到连续的地址 block 。

访问 kmalloc 与 vmalloc 分配的内存时，访问时间没有差异，除了您链接到的文档中提到的页面错误。

¹ 物理内存多于为内核保留的虚拟地址空间的系统除外。