申请内存的函数有哪些

申请内存的函数有哪些，以及其特点

其实总结起来，申请内存的函数主要有kmalloc，vmalloc，__get_free_page，malloc函数族，alloca。下面分别介绍：

1. vmalloc：内核态的内存申请函数，也是基于slab机制。申请的物理内存并不连续，速度相比于kmalloc要慢。用于申请大块内存。其分配的内存在内核空间中的动态映射区。Vmalloc能分配的内存较大，可以通过命令“cat /proc/meminfo | grep Vmalloc”来看。通过下图可以看出，在我的计算机上能够通过Vmalloc使用的最大内存总共有122880KB。下图是一个展示。

 

 

 

2. __get_free_page:是页面分配器提供给调用者的最底层的内存分配函数，返回一个页的内存。Get_free_page是对__get_free_pages的一个封装。其中的gfp_mask是一个选项。

 

Get_free_pages的作用是返回几个页长的内存，其中的order便是页数，他们在物理上是连续的，下面是__get_free_pages的源码，可以看出，他其实是对_alloc_pages进行的一层简单封装，实际上还是使用alloc_pages进行内存分配：

 

   __get_free_pages是基于伙伴系统进行分配内存的，下面进行简单的说下伙伴系统。

   伙伴系统是linux中用来解决外部内存碎片的问题的一种机制，所谓外部碎片，是指还没有分配出去，但是由于大小太小而无法分配给申请空间的新进程的内存碎片。

伙伴系统的宗旨就是用最小的内存块来满足内核的对于内存的请求。在最初，只有一个块，也就是整个内存，假如为1M大小，而允许的最小块为64K，那么当我们申请一块200K大小的内存时，就要先将1M的块分裂成两等分，各为512K，这两分之间的关系就称为伙伴，然后再将第一个512K的内存块分裂成两等分，各位256K，将第一个256K的内存块分配给内存，这样就是一个分配的过程。

 

3. kmalloc：内核态的内存申请函数，使用slab机制，申请的内存物理连续，并且当kmalloc返回的时候内存就已经对应完毕了。Kmalloc主要用于分配小内存。Kmalloc能分配的内存处于内核空间中的前896M，也就是直接映射区。

 

4. Malloc函数族（以malloc为例）：用户态的动态内存申请函数。Malloc是一个库函数，不同的平台上malloc的实现不同。Linux下glibc中使用的是ptmalloc的实现。Malloc是从堆上分配内存，但是内核中并没有堆的概念，堆是应用程序的概念，在进程创建的时候，在进程的虚拟地址空间中划分出一块区域作为对，使用malloc实际上就是从这块虚拟内存中分出更小的区域给应用程序，不过只有当应用程序真正的访问这块内存才会产生缺页中断，从而获得真正的物理内存。Free之后也并不会释放物理内存，只是把这些内存归还给堆。

  除了malloc，malloc函数族还包括calloc，realloc。Calloc相比于malloc增加了初始化功能。Realloc则用于重新分配内存。

5. Alloca：动态分配栈上内存，函数结束后自动释放。个人认为主要作用是可以用来做变长数组。

来自为知笔记(Wiz)