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Linux内核内存分配函数之kmalloc

kmalloc


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_SLOBif (!(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_SHIFTCONFIG_ARM64_PAGE_SHIFT## arch/arm64/Kconfigconfig ARM64_PAGE_SHIFTintdefault 16 if ARM64_64K_PAGESdefault 14 if ARM64_16K_PAGESdefault 12RockPI 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 PAGESIZE40963）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 。
【Linux内核内存分配函数之kmalloc】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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