Linux 内核内存申请

Linux 内核内存申请主要有以下几种方式：

1. kmalloc()函数：该函数用于在内核空间中申请小的连续内存块，其底层实现是通过伙伴系统管理物理内存页。

2. vmalloc()函数：该函数用于在内核空间中申请大的非连续内存块，其底层实现是通过虚拟内存区域映射物理内存页。

3. kzalloc()函数：该函数在 kmalloc() 函数的基础上多了一个初始化内存的步骤，即将申请到的内存全部清零。

4. get_free_pages()函数：该函数用于在内核空间中申请连续的物理内存页，可以通过参数指定申请的页数。

5. alloc_pages()函数：该函数与 get_free_pages() 函数类似，但是返回的是虚拟内存区域的指针，而不是物理内存页的指针。

6. dma_alloc_coherent()函数：该函数用于在内核空间中申请可用于 DMA（直接内存访问）的连续内存块。

7. memblock_alloc()函数：该函数用于在启动阶段申请内核空间中的物理内存，其底层实现是通过内存块管理系统。

总之，在 Linux 内核中，内存申请是一个非常重要的操作，开发者需要根据具体的需求选择不同的内存申请方式，以充分利用可用的物理内存资源。

相关问题

linux中怎样申请大块内核内存

在Linux中，可以使用kmalloc()和vmalloc()函数来申请大块内核内存。

kmalloc()函数用于申请小块连续的内核内存，而vmalloc()函数用于申请大块不连续的内核内存。下面是一个使用vmalloc()函数申请大块内核内存的示例：

#include <linux/module.h>
#include <linux/vmalloc.h>

#define BLOCK_SIZE (1024 * 1024) // 1 MB

static char *buf;

static int __init my_module_init(void)
{
    buf = vmalloc(BLOCK_SIZE);
    if (!buf) {
        printk(KERN_ERR "Failed to allocate memory\n");
        return -ENOMEM;
    }
    printk(KERN_INFO "Allocated %lu bytes of memory at %p\n", BLOCK_SIZE, buf);

    // do something with the allocated memory

    return 0;
}

static void __exit my_module_exit(void)
{
    vfree(buf);
    printk(KERN_INFO "Freed memory at %p\n", buf);
}

module_init(my_module_init);
module_exit(my_module_exit);

在上面的示例中，我们使用了vmalloc()函数来申请了1MB的内核内存，并在模块初始化函数中打印了申请的内存地址。在模块退出函数中，我们使用vfree()函数来释放申请的内存。

linux 怎样申请大块内核内存?

在Linux系统中，请求大块内核内存通常是通过预留（Reserving）和分配（Allocating）的过程来完成的，特别是在需要管理某些特殊内存区域的时候，比如驱动程序或某些内存敏感的服务。以下是基本步骤：

1. **预留内存** (Memory Caching or Buffering): 可以使用`kmalloc()`或`vmalloc()`函数预留内存，它们会在内核的堆区为你的进程保留一块指定大小的内存。`kmalloc()`适用于小到中等大小的内存块，而`vmalloc()`则更适合于请求非常大的连续内存区域。

   void *ptr = kmalloc(size, GFP_KERNEL); // 使用普通内核上下文(GFP_KERNEL)
   void *ptr = vmalloc(size);             // 请求较大内存，自动填充零值

2. **内存池管理**: 对于频繁的内存分配和释放，可以创建自定义内存池，例如`slab allocator`或`kmem_cache`，它们允许更高效地管理和回收内存块。

3. **内存区域（Memory Domains）**: 如果有特定的需求，还可以利用`request_memcg_node()`来请求内存域内的内存，这允许对内存的使用进行更细粒度的控制。

4. **内存碎片收集**: `hugepages`是一种较大的内存页，可以直接避免因小页分配产生的大量碎片。可以使用`huge_page_order()`函数获取合适的页面大小，然后通过`request_hugepages()`来申请。

5. **设备驱动程序**: 设备驱动程序通常会在初始化阶段为自身申请大块内存，这通常在模块加载时完成，比如`ioremap`用于映射物理内存。

注意在使用大内存时，一定要确保正确的释放机制，避免内存泄露。另外，因为内核内存有限，过度占用可能会导致系统稳定性问题。