linux内核中内存相关的操作函数

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1、linux内核中内存相关的操作函数作者：harveywang邮箱：harvey.perfect@gmail.com新浪博客地址：http://blog.sina.com.cn/harveyperfect，有关于减肥和学习英语相关的博文，欢迎交流1、kmalloc()/kfree()static__always_inlinevoid*kmalloc(size_tsize,gfp_tflags)内核空间申请指定大小的内存区域，返回内核空间虚拟地址。在函数实现中，如果申请的内存空间较大的话，会从buddy系统申请若干内存页面，如果申请的内存空间大小较小的话，会从sla

2、b系统中申请内存空间。有关buddy和slab，请参见《linux内核之内存管理.doc》gfp_tflags的选项较多。参考内核文件gfp.h。在函数kmalloc()实现中，如果申请的空间较小，会根据申请空间的大小从slab中获取；如果申请的空间较大，如超过一个页面，会直接从buddy系统中获取。2、vmalloc()/vfree()void*vmalloc(unsignedlongsize)函数作用：从高端（如果存在，优先从高端）申请内存页面，并把申请的内存页面映射到内核的动态映射空间。vmalloc()函数的功能和alloc_pages(_GFP_HIG

3、HMEM)+kmap()的功能相似，只所以说是相似而不是相同，原因在于用vmalloc()申请的物理内存页面映射到内核的动态映射区（见下图），并且，用vmalloc()申请的页面的物理地址可能是不连续的。而alloc_pages(_GFP_HIGHMEM)+kmap()申请的页面的物理地址是连续的，被映射到内核的KMAP区。vmalloc分配的地址则限于vmalloc_start与vmalloc_end之间。每一块vmalloc分配的内核虚拟内存都对应一个vm_struct结构体（可别和vm_area_struct搞混，那可是进程虚拟内存区域的结构），不同的内核

4、虚拟地址被4k大小的空闲区间隔，以防止越界——见下图）。与进程虚拟地址的特性一样，这些虚拟地址与物理内存没有简单的位移关系，必须通过内核页表才可转换为物理地址或物理页。它们有可能尚未被映射，在发生缺页时才真正分配物理页面。如果内存紧张，连续区域无法满足，调用vmalloc分配是必须的，因为它可以将物理不连续的空间组合后分配，所以更能满足分配要求。vmalloc可以映射高端页框，也可以映射底端页框。vmalloc的作用只是为了提供逻辑上连续的地址。。。注意：在申请页面时，如果注明_GFP_HIGHMEM，即从高端申请。则实际是优先从高端内存申请，顺序为（分配顺序是

5、HIGH,NORMAL,DMA）。3、alloc_pages()/free_pages()内核空间申请指定个数的内存页，内存页数必须是2^order个页。alloc_pages(gfp_mask,order)中，gfp_mask是flag标志，其中可以为__GFP_DMA、_GFP_HIGHMEM分别对应DMA和高端内存。注：该函数基于buddy系统申请内存，申请的内存空间大小为2^order个内存页面。参见《linux内核之内存管理.doc》通过函数alloc_pages()申请的内存，需要使用kmap()函数分配内核的虚拟地址。4、__get_free_pa

6、ges()/__free_pages()unsignedlong__get_free_pages(gfp_tgfp_mask,unsignedintorder)作用相当于alloc_pages(NORMAL)+kmap()，但不能申请高端内存页面。__get_free_page()只申请一个页面。5、kmap()/kunmap()返回指定页面对应内核空间的虚拟地址。#includevoid*kmap(structpage*page);voidkunmap(structpage*page); kmap为系统中的任何页返回一个内核虚

7、拟地址.   对于低端内存页,它只返回页的逻辑地址;   对于高端内存页,kmap在“内核永久映射空间”中创建一个特殊的映射. 这样的映射数目是有限,因此最好不要持有过长的时间.   使用kmap创建的映射应当使用kunmap来释放;   kmap调用维护一个计数器,因此若2个或多个函数都在同一个页上调用kmap也是允许的. 通常情况下，“内核永久映射空间”是4M大小，因此仅仅需要一个页表即可，内核通过来pkmap_page_table寻找这个页表。注意：不用时及时释放。kmalloc()和vmalloc()相比，kmalloc()总是从ZONE_NORMAL（

8、下图中的直接映射区）申请