《unix设备驱动》内存分配

2022-02-12 08:02:03

这里只简单介绍一下内核中提供的一些内存管理接口,方便内核开发入门人员对内存管理有一个大致的了解，也方便自己以后复习

Kmalloc

分配的区域在物理内存中式连续的

函数原型：void * kmalloc（size_t size ，int flags）不同的标志可以以不同的方式控制kmalloc的行为

比如是内核内存的分配还是用户空间内存分配，分配过程中是否可以休眠等等

内核把内存分为三个区段：

可用于DMA的内存

常规内存

高端内存

物理内存只能按照页面进行分配

只能分配一些预定义的，固定大小的字节数组

后备高速缓存

为某些反复使用的块增加某些特俗的内存池

设备程序一般不会涉及使用后备高速缓存，除了USB和SCSI

可以通过

kmem_cache_t*kmem_cache_create(const char*name,size_t size,
     size_t offset,
     unsigned long flags,
     void(*constructor)(void*,kmem_cache_t*,
     unsigned long flags),
     void(*destructor)(void*,kmem_cache_t*,
     unsigned long flags));

分配，创建一个高速缓存对象，其中可以容纳任意数目的内存区域

Scull 与scullc ：不同在于scull使用kmalloc scullc 使用的是高速缓存

Scullc运行速度略有提高，对内存的利用率更佳

内存池：是某种形式的后备高速缓存

尽力保证内存的分配不失败

试图始终保存空闲的内存，以便紧急状态下使用

可以用mempool_t *mempool_creat(……);函数创建

get_free_page

需要分配大的内存时

get_zeroed_page(unsigned int flags);

Returns a pointer to a new page and fills the page with zeros.

__get_free_page(unsigned int flags);

Similar to get_zeroed_page,but doesn’t clear the page.

__get_free_pages(unsigned int flags,unsigned int order);

Allocates and returns a pointer to the first byte of a memory area that is poten-

tially several(physically contiguous)pages long but doesn’t zero the area.

Scullp也是一个缩减的scull，不同之处在于分配内存是以页的方式

Vmalloc

物理空间不连续

虚拟地址连续

不建议使用

Kmalloc和__get_free_pages返回的也是虚拟地址，也经过MMU处理，区别在于如何执行分配的任务上Vmalloc每次需要通过对页表的适当设置来建立虚拟内存区域

Scullv

Per-CPU

建立一个per-cpu变量后系统中的每个处理器会拥有一个副本

优点：几乎不需要锁定

典型应用：网络子系统：计算数据包系统

获取大的缓冲区

在引导时分配是获得大量连续内存页面的唯一方法

跳过了内核的内存管理

模块不能在引导时分配内存

只有连接到内核的设备驱动程序才可以在引导时分配内存

内核被引导时可以访问所有的物理内存

#include<linux/bootmem.h>

void*alloc_bootmem(unsigned long size);

void*alloc_bootmem_low(unsigned long size);//低端内存

void*alloc_bootmem_pages(unsigned long size);//分配整页

void*alloc_bootmem_low_pages(unsigned long size);

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