Linux内核中常见内存分配函数（二）

　　常用内存分配函数
　　__get_free_pages
　　unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
　　__get_free_pages函数是最原始的内存分配方式，直接从伙伴系统中获取原始页框，返 回值为第一个页框的起始地址。__get_free_pages在实现上只是封装了alloc_pages函 数， 从代码分析，alloc_pages函数会分配长度为1<
　　kmem_cache_alloc
　　struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
　　size_t align, unsigned long flags,
　　void (*ctor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long),
　　void (*dtor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long))
　　void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *c, gfp_t flags)
　　kmem_cache_create/ kmem_cache_alloc是基于slab分配器的一种内存分配方式，适用于反复分配释放同一大小内存块的场合。首先用kmem_cache_create创建一个高速缓存区域，然后用kmem_cache_alloc从 该高速缓存区域中获取新的内存块。 kmem_cache_alloc一次能分配的最大内存由mm/slab.c文件中的MAX_OBJ_ORDER宏 定义，在默认的2.6.18内核版本中，该宏定义为5， 于是一次最多能申请1<<5 * 4KB也就是128KB的 连续物理内存。分析内核源码发现，kmem_cache_create函数的size参数大于128KB时会调用BUG()。测试结果验证了分析结果，用kmem_cache_create分 配超过128KB的内存时使内核崩溃。
　　kmalloc
　　void *kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
　　kmalloc是内核中最常用的一种内存分配方式，它通过调用kmem_cache_alloc函 数来实现。kmalloc一次最多能申请的内存大小由include/linux/Kmalloc_size.h的 内容来决定， 在默认的2.6.18内核版本中，kmalloc一 次最多能申请大小为131702B也就是128KB字 节的连续物理内存。测试结果表明，如果试图用kmalloc函数分配大于128KB的内存，编译不能通过。
　　vmalloc
　　void *vmalloc(unsigned long size)
　　前面几种内存分配方式都是物理连续的，能保证较低的平均访问时间。但是在某些场合 中，对内存区的请求不是很频繁，较高的内存访问时间也 可以接受，这是就可以分配一段线性连续，物理不连续的地址，带来的好处是一次可以分配较大块的内存。vmalloc对 一次能分配的内存大小没有明确限制。出于性能考虑，应谨慎使用vmalloc函数。在测试过程中， 最大能一次分配1GB的空间。
　　Linux内核部分内存分布
　　dma_alloc_coherent
　　void *dma_alloc_coherent(struct device *dev, size_t size,
　　ma_addr_t *dma_handle, gfp_t gfp)
DMA是一种硬件机制，允许外围设备和主存之间直接传输IO数据，而不需要CPU的参与，使用DMA机制能大幅提高与设备通信的 吞吐量。DMA操作中，涉及到CPU高速缓 存和对应的内存数据一致性的问题，必须保证两者的数据一致，在x86_64体系结构中，硬件已经很 好的解决了这个问题， dma_alloc_coherent和__get_free_pages函数实现差别不大，前者实际是调用__alloc_pages函 数来分配内存，因此一次分配内存的大小限制和后者一样。 __get_free_pages分配的内 存同样可以用于DMA操作。测试结果证明，dma_alloc_coherent 函 数一次能分配的最大内存也为4M。