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本文介绍Linux内核内存分配函数kmalloc。
一、定义
static __always_inline void *kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
{
if (__builtin_constant_p(size)) {
if (size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)
return kmalloc_large(size, flags);
#ifndef CONFIG_SLOB
if (!(flags & GFP_DMA)) {
int index = kmalloc_index(size);
if (!index)
return ZERO_SIZE_PTR;
return kmem_cache_alloc_trace(kmalloc_caches[index],
flags, size);
}
#endif
}
return __kmalloc(size, flags);
}
注:
1)__builtin_constant_p编译器内联函数,判断传入参数是否为常量。如果是变量,直接调用__kmalloc函数。
2)KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE表示系统创建slab cache的最大值为8K,定义如下:
## include/linux/slab.h
/* Maximum size for which we actually use a slab cache */
#define KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE (1UL << KMALLOC_SHIFT_HIGH)
#ifdef CONFIG_SLUB
/*
* SLUB directly allocates requests fitting in to an order-1 page
* (PAGE_SIZE*2). Larger requests are passed to the page allocator.
*/
#define KMALLOC_SHIFT_HIGH (PAGE_SHIFT + 1)
#endif
## arch/arm64/include/asm/page.h
#define PAGE_SHIFT CONFIG_ARM64_PAGE_SHIFT
## arch/arm64/Kconfig
config ARM64_PAGE_SHIFT
int
default 16 if ARM64_64K_PAGES
default 14 if ARM64_16K_PAGES
default 12
RockPI 4A Linux内核使能ARM64_4K_PAGES。可使用命令getconf查看page size,具体如下:
root@linaro-alip:~# getconf PAGESIZE
4096
3)kmalloc一般用于小内存分配,RockPI 4A Linux内核基于slub(CONFIG_SLUB=y)实现。系统先用页分配器分配以页为最小单位的连续物理地址,然后kmalloc在此基础上根据调用者的需要进行切分。如果分配超过KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE,则使用kmalloc_large进行大内存分配,即调用页分配器分配内存。(后续仔细学习)
4)kmalloc分配的内存在物理上连续,可用于DMA设备。vmalloc分配的内存是线性地址连续,物理地址不连续,不可用于DMA设备。
二、参数
size:分配内存的大小,以字节为单位;
flags:分配内存的类型,包括:
1)GFP_USER:可能会引起休眠,用于为用户空间分配内存。
2)GFP_KERNEL:可能会引起休眠,用于内核内存正常分配。
3)GFP_ATOMIC:不会引起休眠,可用于中断处理程序中内存分配。
4)GFP_HIGHUSER:从高端内存中分配内存。
5)GFP_DMA:用于DMA内存分配。
6)其它类型见:include/linux/gfp.h
GFP可理解为get free page。
三、返回值
返回分配内存的首地址,是虚拟地址(线性地址)。
四、kfree
正所谓有借有还,再借不难。每次kmalloc,都要有对应的内存释放函数kfree。定义文件:mm/slub.c,如下:
void kfree(const void *x)
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