内存子系统1_分配接口

1.页
	<linux/mm_types.h>
  	struct page;
	内核把物理页作为内存管理的基本单位;内存管理单元(MMU)把虚拟地址转换为物理地址,
通常以页为单位进行处理。MMU以页大小为单位来管理系统中的也表。

  	内核struct page管理系统中所有的页.
2.区
	<linux/mmzone.h>
  	struct zone;
  	Linux将内核空间地址划分为三个区:ZONE_DMA、ZONE_NORMAL和ZONE_HIGHMEM。
  	在x86结构中,三种类型的区域如下:
  	ZONE_DMA        	0-16MB
  	ZONE_NORMAL       	16MB-896MB
  	ZONE_HIGHMEM       	896MB - tail
3.页操作
	static inline struct page *alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
	分配2**order个连续的物理页,返回指向第一个页的page结构体指针,max(order)=11,12
 
	void *page_address(const struct page *page)
	返回指向给定物理页当前所在的逻辑地址

	extern unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask);
	extern void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order);
 
4.内存操作
	kmalloc分配以字节为单位的一块内核内存,分配的内存物理上连续:
	void *kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
	void kfree(const void *addr)
	
	vmalloc分配的内存虚拟地址是连续的,而物理地址则无需连续:
	void *vmalloc(unsigned long size)
	void vfree(const void *addr)
 
5.slab层
	Linux内核提供了slab来管理频繁分配释放的内存:
	slab创建高速缓存组,每个高速缓存被划分不同状态的slab,slab由一个或多个物理上连续的页组成。
	每个slab处于三种状态之一:满,部分满,空。
	
	高速缓存,slab,对象之间的关系:

                                                          内存子系统1_分配接口


slab数据结构和接口:
	每个高速缓存用kmem_cache结构来表示:
       	struct kmem_cache {
              struct kmem_list3 **nodelists;
      	}
	缓存区包含三种slab:满,未满,空闲
	struct kmem_list3 {
       		struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
       		struct list_head slabs_full;
       		struct list_head slabs_free;
	};
	每一个slab包含多个对象:
	struct slab {
              struct list_head list;
              unsigned long colouroff;
              void *s_mem;            /* including colour offset */
              unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
              kmem_bufctl_t free;
              unsigned short nodeid;
	};
 
6.slab操作
	kmem_cache_create用来创建一个新缓存:
	struct kmem_cache *kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
	flags 参数指定了为缓存启用的选项:
	SLAB_RED_ZONE		:在对象头、尾插入标志,用来支持对缓冲区溢出的检查。
  	SLAB_POISON		:使用一种己知模式填充slab,允许对缓存中的对象进行监视(对象属对象所有,不过可以在外部进行修改)。
  	SLAB_HWCACHE_ALIGN	:指定缓存对象必须与硬件缓存行对齐。
 
	kmem_cache_alloc从缓存中返回一个对象:
	void kmem_cache_alloc( struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags );
	如果缓存目前为空,那么这个函数就会调用 cache_alloc_refill 向缓存中增加内存。

	
7.高端内存的映射
	kmap永久映射,可能阻塞,映射一个给定的page结构到内核地址空间
  	void *kmap(struct page *page)
  	void kunmap(struct page *page)
 
	临时映射:不会阻塞     
	void *kmap_atomic(struct page *page)
 


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