总结一下LinuxKernel中内存分配方式

1、上周针对一个内存 fragment issue 的研究，让我开始重新 总结 kernel 里对内存分配的方式和方法，如有不对请指教： 页分配 unsigned long _get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order) 直接从 buddy 系统中获得原始页。最原始的分配方式。 slab 分配器 1. 通用 cache void *kmalloc(size_t size, gfp_t flags) kmalloc 基于以下几种 size 的 mem cache： 32, 64, 128, 256, 512, 1,024, 2,048, 4,0

2、96,8,192, 16,384, 32,768, 65,536 和 131,072 bytes。其本质也是 调用 kmem_cache_alloc 来分配object。所以 kmalloc 次最大可分配的 size为 128KB °kmalloc 分配速度很快，在分配时需注意 gfp flag参数：在不 interrupt 上下文( ISR, softirq, tasklet )及不可睡 眠上下文使用 GFP_ATOMIC 。内核还增加了内存清零的分配函数：kzalloc 。 2. 专用 cachekmem_cache_create()void *kmem_cache_alloc(

3、struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)如果你需要频繁的分配和释放某个结构，建议不要采用kmalloc ，而是自己在 slab 系统中创建 memory cache。 指定该结构的 object size。分配时使用 kmem_cache_alloc。 同样的 slab object 大小也有限制，一般情况下一个 MAX_OBJ_ORDER 是 5，也就是 32 个页， 128KB 。 非连续内存分配 void *vmalloc(unsigned long size) 超过128KB的内存显然不能使用slab分配，并且当申请的连续内存大小不能在 buddy

4、 系统中得到满足，那么 就需要使用 vmalloc 。 vmalloc 为了把物理的非连续页一个个 映射，从而导致比直接内存映射大的多的 后援缓冲区抖动。除非需要特别大的内存，否则尽量不要使 用 vmalloc 。 基于 DMA 分配 void * dma_alloc_coherent(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *handle, gfp_t gfp)在某些 arch 中，可以使用 dma_alloc_coherent 来分配 DMA 专用内存。列入在 arch/arm/mm/consistent.c中，该函数先分配最小可满足size

5、的2Aorder内存，然后释放 2A°rder-size 多余的页给 buddy。而 arch/i386/ kernel/pci-dma.c 中，则直接分配 2Aorder 块内存。 直接映射 分配 ioremap(unsigned long phys_addr, size_t size) int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t prot) 在某些体系结构中，我们可以保留 memory map 段上的某一 个区域，作为 dma 或其他设备的专有内存。这段内存并不在 kernel buddy 的控制之下（没有被放入me