分配Linux 内存管理： Kmalloc

Linux 内存管理 Kmal loc

Linux内存管理: Kmal loc

这里只说物理内存管理l inux内核的看了很多讲解的内存的东西但是自己总结的时候总感觉无从下手这里就从实际物理内存分配接口开始吧。

Kmal loc它分配连续的物理内存空间它不负责把分配的内存空间清

零它能分配多大的呢并且它只能分配ZONE_NORMAL的不能分配dma 和high里的也就是只分配低端内存.一般情况下内存被分为三个zoneNORMAL、 DMA、 HIGH.

这个函数是建立在slab分配器的基础上的,通过cache而cache有通过slab分配obj 。在开始分析kmal loc函数之前我们需要说明一下l inux内核物理内存的分配函数API  __get_free_pages它会调用al loc_pages它的特点是不能从HIGHMEM分配内存分配2的幂个连续物理页面。它有简化模式只分配一page __get_free_page,而get_zeroed_page接口分配的页面内容对应填充为0.从dma分配可以调用__get_dma_pages(它本质也是调用__get_free_pages

那么终极接口al loc_pages它可以从任何zone里申请内存 当然前提设置对应的flags.参考内核 l inux3.18.13参考书籍:《l inux内核设计与实现》

《l inux设备驱动程序》 《深入理解l inux设备驱动内核机制》

下面我们就说说kmal loc 关于分配时候的flags这里不讨论具体可以参考资料我们先看头文件#include而关于它的具体实现我们看slab.h

中

一般系统默认#include

这里可以补充下代码关于kmal loc_sizes.h

我们看到函数开头需要说明一下 __bui ltin_constant_p是编译器gcc 内置函数用于判断一个值是否为编译时常量如果是常数函数返回1 否则返回0。此内置函数的典型用法是在宏中用于手动编译时优化显然如果size为常数则用__kmal loc(size, flags);申请内存.

它查询需要分配的内存在哪个系统cache然后调用

我们看具体代码

它实际的分配是slab_al loc

它调用objp=__do_cache_al loc(cachep, flags);除了检查一些标志等继续调用

____cache_al loc(cachep, flags);

它是一个统一的接口 有检测numa和uma  l inux默认是uma除非指定了numa

这里我们假定是第一次使用分配内存那么根据在kmem_cache_init 中的mal loc_sizes[]的初始化在kmal loc的时候返回的kmal loc_cache指针指向的cache中用到这样个函数我们知道不论array被赋了什么值最后都要初始化avai l等值.

所以如果array不可用那么就会调用当然如果array可用那么直接返回申请的obj的内存指针.

由于第一次使用nodel ist上slab链表都为空所以must_grow

它调用cache_grow这个函数首先计算了slab着色处理。然后调用kmem_getpages申请page大小根据cache->gfporder它返回申请pages 的虚拟地址.

而关于slab着色跟硬件缓冲有关为了尽量避免缓存冲突不命中问题提高效率cache_l ine问题。可以参考《深入理解计算机系统》。

具体操作见

我们看看另外一个很重要的操作