Linux内核驱动之内存分配

kmalloc 原型是:

#include

void *kmalloc(size_t size, int flags);

给 kmalloc 的第一个参数是要分配的块的大小. 第 2 个参数, 分配标志, 一般使用的标志, GFP_KERNEL

驱动开发者应当记住的一件事情是, 内核只能分配某些预定义的, 固定大小的字节数组. 如果你请求一个任意数量内存, 你可能得到稍微多于你请求的, 至多是 2 倍数量. 同样, 程序员应当记住 kmalloc 能够处理的最小分配是 32 或者 64 字节, 依赖系统的体系所使用的页大小.

kmalloc 能够分配的内存块的大小有一个上限. 这个限制随着体系和内核配置选项而变化.

 

页分配

如果一个模块需要分配大块的内存, 它常常最好是使用一个面向页的技术. 请求整个页也有其他的优点,

为分配页, 下列函数可用:

get_zeroed_page(unsigned int flags);

返回一个指向新页的指针并且用零填充了该页.

__get_free_page(unsigned int flags);

类似于 get_zeroed_page, 但是没有清零该页.

__get_free_pages(unsigned int flags, unsigned int order);

分配并返回一个指向一个内存区第一个字节的指针, 内存区可能是几个(物理上连续)页长但是没有清零.

flags 参数同 kmalloc 的用法相同; 常常使用 GFP_KERNEL 或者 GFP_ATOMIC, 可能带有 __GFP_DMA 标志( 给可能用在 ISA DMA 操作的内存 ) 或者 __GFP_HIGHMEM 当可能使用高端内存时. order 是你在请求的或释放的页数的以 2 为底的对数(即, log2N). 例如, 如果你要一个页 order 为 0, 如果你请求 8 页就是 3. 如果 order 太大(没有那个大小的连续区可用), 页分配失败. get_order 函数, 它使用一个整数参数, 可以用来从一个 size 中提取 order(它必须是 2 的幂)给主机平台. order 允许的最大值是 10 或者 11 (对应于 1024 或者 2048 页), 依赖于体系. 但是, 一个 order-10 的分配在除了一个刚刚启动的有很多内存的系统中成功的机会是小的.

当一个程序用完这些页, 它可以使用下列函数之一来释放它们. 第一个函数是一个落回第二个函数的宏:

void free_page(unsigned long addr);

void free_pages(unsigned long addr, unsigned long order);

如果你试图释放和你分配的页数不同的页数, 内存图变乱, 系统在后面时间中有麻烦.

值得强调一下, __get_free_pages 和其他的函数可以在任何时候调用, 遵循我们看到的 kmalloc 的相同规则. 这些函数不能在某些情况下分配内存, 特别当使用 GFP_ATOMIC 时. 因此, 调用这些分配函数的程序必须准备处理分配失败.