8.6. 快速参考

相关于内存分配的函数和符号是:

#include <linux/slab.h>
void *kmalloc(size_t size, int flags);
void kfree(void *obj);

内存分配的最常用接口.

#include <linux/mm.h>
GFP_USER
GFP_KERNEL
GFP_NOFS
GFP_NOIO
GFP_ATOMIC

控制内存分配如何进行的标志, 从最少限制的到最多的. GFP_USER 和 GFP_KERNEL 优先级允许当前进程被置为睡眠来满足请求. GFP_NOFS 和 GFP_NOIO 禁止文件系统操作和所有的 I/O 操作, 分别地, 而 GFP_ATOMIC 分配根本不能睡眠.

__GFP_DMA
__GFP_HIGHMEM
__GFP_COLD
__GFP_NOWARN
__GFP_HIGH
__GFP_REPEAT
__GFP_NOFAIL
__GFP_NORETRY

这些标志修改内核的行为, 当分配内存时.

#include <linux/malloc.h>
kmem_cache_t *kmem_cache_create(char *name, size_t size, size_t offset, unsigned long flags, constructor(), destructor( ));
int kmem_cache_destroy(kmem_cache_t *cache);

创建和销毁一个 slab 缓存. 这个缓存可被用来分配几个相同大小的对象.

SLAB_NO_REAP
SLAB_HWCACHE_ALIGN
SLAB_CACHE_DMA

在创建一个缓存时可指定的标志.

SLAB_CTOR_ATOMIC
SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR

分配器可用传递给构造函数和析构函数的标志.

void *kmem_cache_alloc(kmem_cache_t *cache, int flags);
void kmem_cache_free(kmem_cache_t *cache, const void *obj);

从缓存中分配和释放一个单个对象. /proc/slabinfo 一个包含对 slab 缓存使用情况统计的虚拟文件.

#include <linux/mempool.h>
mempool_t *mempool_create(int min_nr, mempool_alloc_t *alloc_fn, mempool_free_t *free_fn, void *data);
void mempool_destroy(mempool_t *pool);

创建内存池的函数, 它试图避免内存分配设备, 通过保持一个已分配项的"紧急列表".

void *mempool_alloc(mempool_t *pool, int gfp_mask);
void mempool_free(void *element, mempool_t *pool);

从(并且返回它们给)内存池分配项的函数.

unsigned long get_zeroed_page(int flags);
unsigned long __get_free_page(int flags);
unsigned long __get_free_pages(int flags, unsigned long order);

面向页的分配函数. get_zeroed_page 返回一个单个的, 零填充的页. 这个调用的所有的其他版本不初始化返回页的内容.

int get_order(unsigned long size);

返回关联在当前平台的大小的分配级别, 根据 PAGE_SIZE. 这个参数必须是 2 的幂, 并且返回值至少是 0.

void free_page(unsigned long addr);
void free_pages(unsigned long addr, unsigned long order);

释放面向页分配的函数.

struct page *alloc_pages_node(int nid, unsigned int flags, unsigned int order);
struct page *alloc_pages(unsigned int flags, unsigned int order);
struct page *alloc_page(unsigned int flags);

Linux 内核中最底层页分配器的所有变体.

void __free_page(struct page *page);
void __free_pages(struct page *page, unsigned int order);
void free_hot_page(struct page *page);

使用一个 alloc_page 形式分配的页的各种释放方法.

#include <linux/vmalloc.h>
void * vmalloc(unsigned long size);
void vfree(void * addr);
#include <asm/io.h>
void * ioremap(unsigned long offset, unsigned long size);
void iounmap(void *addr);

分配或释放一个连续虚拟地址空间的函数. iormap 存取物理内存通过虚拟地址, 而 vmalloc 分配空闲页. 使用 ioreamp 映射的区是 iounmap 释放, 而从 vmalloc 获得的页使用 vfree 来释放.

#include <linux/percpu.h>
DEFINE_PER_CPU(type, name);
DECLARE_PER_CPU(type, name);

定义和声明每-CPU变量的宏.

per_cpu(variable, int cpu_id)
get_cpu_var(variable)
put_cpu_var(variable)

提供对静态声明的每-CPU变量存取的宏.

void *alloc_percpu(type);
void *__alloc_percpu(size_t size, size_t align);
void free_percpu(void *variable);

进行运行时分配和释放每-CPU变量的函数.

int get_cpu( );
void put_cpu( );
per_cpu_ptr(void *variable, int cpu_id)

get_cpu 获得对当前处理器的引用(因此, 阻止抢占和移动到另一个处理器)并且返回处理器的ID; put_cpu 返回这个引用. 为存取一个动态分配的每-CPU变量, 用应当被存取版本所在的 CPU 的 ID 来使用 per_cpu_ptr. 对一个动态的每-CPU 变量当前 CPU 版本的操作, 应当用对 get_cpu 和 put_cpu 的调用来包围.

#include <linux/bootmem.h>
void *alloc_bootmem(unsigned long size);
void *alloc_bootmem_low(unsigned long size);
void *alloc_bootmem_pages(unsigned long size);
void *alloc_bootmem_low_pages(unsigned long size);
void free_bootmem(unsigned long addr, unsigned long size);

在系统启动时进行分配和释放内存的函数(只能被直接连接到内核中去的驱动使用)