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内核中的内存管理 |
内存管理 |
内核中的内存管理... |
内核 内存 |
内核中的一般的内存分配和释放函数与C标准库中等价函数的名称类似，用法也几乎相同，如：
kmalloc(size, flags)
分配长度为size字节的一个内存区，并返回指向改内存区起始处的一个void指针，如果没有足够的内存，则为NULL指针。其中flags参数使用*GFP_*常数，来指定分配内存的具体内存域。
*kfree(ptr)
用于释放ptr指向的内存区。
与用户空间程序设计相比，内核还包括percpu_alloc和percpu_free函数，用于为各个系统CPU分配和释放所需内存区。kmalloc在内核源代码中的使用数以千记，但模式都是相同的。用kmalloc分配内存区，首先通过类型转换变为正确的类型，然后赋值到指针变量。
{% highlight c++ %} info = (struct cdrom_info *)kmalloc( sizeof(struct cdrom_info), GFP_KERNEL) {% endhighlight %}
从程序员的角度来看，建立和使用缓存的任务不是特别困难，必须首先用kmem_cache_create建立一个适当的缓存，接下来即可使用kmem_cache_alloc和kmem_cache_free分配和释放其中包含的对象。slab分配器负责完成与伙伴系统交互来分配所需的页。
所有活动缓存的列表保留在*/proc/slabinfo*中。
slabinfo示例
输出的各列除了包含用于标识各个缓存的字符串名称之外，还包含下列信息：
- 缓存中活动对象的数量。
- 缓存中对象的总数，包括已用和未知。
- 所管理对象的长度，按字节计算。
- 一个slab中对象的数量。
- 每个slab中页的数量。
- 活动slab的数量。
- 在内核决定向缓存分配更多内存时，所分配的对象的数量1。
除了容易识别的缓存名称如用于UNIX域套接字的unix_sock，还有其他字段名称如kmalloc-size。这些字段提供DMA内存域的计算机还包括用于DMA分配的缓存。这些是kmalloc函数的基础，是内核为不同长度提供的slab缓存，除极少例外，其长度都是2的幂次方，长度范围从32B或64B到2^25B。上界也可以更小，由KMALLOC_MAX_SIZE设置。
每次调用kmalloc时，内核找到最合适的缓存，从中分配一个对象满足请求，如果没有刚刚好和式的缓存，则分配稍大一点的对象，但不会分配小的对象。在实际实现中，slab分配器和缓存之间的差异几乎没有，所以有些时候我们可以将这两个名词看作同义词。
Footnotes
-
每次会分配一个较大的内存块，以减少与伙伴系统的交互，在缩小缓存时，也使用该值作为释放内存块的大小。 ↩