linux用户空间内存分布,linux内核之用户空间内存分配

用户空间内存分配

. malloc/free: 按字节分配内存

. valloc/vfree: 分配字节内存对齐

内核空间内存分配

. kmalloc/kree: 分配的内存物理上连续，只能在低端内存分配

. get_zeroed_page/free_page:分配一个页面(4K)，并且该页面内容被清零，

只能在低端内存分配

. _gete_free_pages/free_pages: 分配指定页数的低端内存

. alloc_pages/_free_pages:分配指定页数的内存，可以从高端内存，也可以从低端

内存分配

. valloc/vfree:分配的内存在内核空间中连续，物理上无需连续。vmalloc由于不需要

物理上也连续，所以性能很差，一般只有在必须申请大块内存进才使用，例如动态

插入模块时

. 对于申请的内存必须释放，否则将导致系统错误。

. void *kmalloc(size_t size, gfp_t flags);

-size:

待分配内存大小(按字节计)

-flags:分配标志，用于控制kmalloc行为

-返回：分配到内核的虚拟地址，失败返回NULL

. void kfree(const void *objp)

-objp : 由kmalloc

返回的内核虚拟地址

. unsigned long get_zeroed_page(ftp_t gfp_mask);

- fgp_mask

:分配标志，用于控制kmalloc行为

-

返回：指向分配到的已经被清零的内存页面第一个字节的指针，失败返回NULL

. void free_page(unsigned long addr);

-addr:由get_zeroed_page返回的内核虚拟地址

_get_free_pages函数

. unsigned long _get_free_pages(gfp_t gft_mask, unsigned int

order);

- gfp_maks:分配标志， 用于控制_get_free_pages行为

- order:

请求或释放的页数的2的幂，例如：操作1页该值为0，操作16页该值为4，

如果该值太大会导致分配失败，该值允许的最大值依赖于体系结构

- 返回： 指向分配到连续内存区第一个字节的指针，失败返回NULL

free_pages函数

. void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order);

-addr: 由_get_free_pages返回的内核虚拟地址

-order: _get_free_pages分配内在时使用的值

. int get_order(unsigned long size);

-size: 需要计算order值的大小(按字节计算)

-返回：_get_free_pages等函数需要的order值

vmalloc函数/vfree函数

. void *vmalloc(unsigned long size);

-size: 待分配的内在的大小，自动按页对齐

-返回： 分配到的内核虚拟地址， 失败返回NULL

. void vfree(const void *addr);

- addr: 由vmalloc返回的内核虚拟地址

内核内存分配标志

. GFP_KERNEL : 表示该次内存分配由内核态进程调用，返回是内核内存的正常分配，

该分配方式最常用。如果空闲空间不够，该次分配将使得进程进入睡眠，等待空闲

页的出现。

. GFP_ATOMIC: 用于分配请求不是来自于进程上下文，而是来自于中断，任务队列处理、

内核定时器等中断上下文的情况，此时不能进入睡眠。

虚拟地址和物理地址转换

.定义在arch/arm/include/asm/memory.h中

. unsigned long virt_to_phys(void *x);

- 虚拟地址转换为物理地址

. void *phys_to_virt(unsigned long x);

- 物理地址转换为虚拟地址

3.内核分配内存的方法：

kmalloc/kfree

get_zeroed_page/free_page

_get_free_pages/free_pages

分配的内存物理上连续，虚拟上也连续，在低端内存分配

vmalloc/vfree

分配的内存虚拟上连续，物理上不一定连续，一般用于分配较大的内存

分配内存的行为的标志：

GFP_KERNEL:如查使用这个宏，告诉内核请努力为我分配好内在，如果内存不足，进入休眠状态，

等待空闲页的出现。所以不能用在中断上下文，不能用在中断屏蔽保护的临界区，不能用在自旋锁

保护的临界区

GFP_ATOMIC:如果使用这个宏，内存不足时(空闲不够)，内核分配内存就会立即返回，所以用在中断

上下文。