Linux kmalloc/kfree 源码解读

时间: 2024-01-08 11:04:46 浏览: 217
C

kmalloc/kfree封装代码

kmalloc和kfree是Linux内核中用于动态内存分配和释放的函数。 kmalloc函数的定义如下: ``` void * kmalloc(size_t size, gfp_t flags); ``` 其中,size参数表示要分配的内存大小,flags参数表示分配内存时的标志位,例如GFP_KERNEL、GFP_ATOMIC等。 kmalloc函数的实现主要是通过调用底层的内存分配器进行分配。在x86架构下,kmalloc会调用kmem_cache_alloc函数,kmem_cache_alloc函数会根据size参数选择一个合适的内存池,然后从该内存池中分配内存。如果内存池中没有足够的内存,则会调用slab分配器进行分配。如果还是无法满足要求,则会调用vmalloc函数从虚拟内存中分配内存。 kfree函数的定义如下: ``` void kfree(const void *objp); ``` 其中,objp参数表示要释放的内存指针。 kfree函数的实现主要是通过调用底层的内存释放器进行释放。在x86架构下,kfree会调用kmem_cache_free函数,kmem_cache_free函数会将要释放的内存块放回对应的内存池中。 需要注意的是,在使用kmalloc分配内存时,必须使用kfree进行释放,否则会造成内存泄漏。另外,kmalloc和kfree函数的实现是非常复杂的,涉及到很多底层内存管理的细节,建议有兴趣的读者可以详细阅读内核源码进行学习。
阅读全文

相关推荐

#include /* __init and __exit macroses */ #include /* KERN_INFO macros */ #include /* required for all kernel modules */ #include /* module_param() and MODULE_PARM_DESC() */ #include /* struct file_operations, struct file */ #include /* struct miscdevice and misc_[de]register() */ #include /* kzalloc() function */ #include /* copy_{to,from}_user() */ #include //init_task再次定义 #include "proc_relate.h" MODULE_LICENSE("GPL"); MODULE_AUTHOR("Wu Yimin>"); MODULE_DESCRIPTION("proc_relate kernel modoule"); static int proc_relate_open(struct inode *inode, struct file *file) { struct proc_info *buf; int err = 0; buf=kmalloc(sizeof(struct proc_info)*30,GFP_KERNEL); file->private_data = buf; return err; } static ssize_t proc_relate_read(struct file *file, char __user * out,size_t size, loff_t * off) { struct proc_info *buf = file->private_data; /* 你需要补充的代码 */ } static int proc_relate_close(struct inode *inode, struct file *file) { struct buffer *buf = file->private_data; kfree(buf); return 0; } static struct file_operations proc_relate_fops = { .owner = THIS_MODULE, .open = proc_relate_open, .read = proc_relate_read, .release = proc_relate_close, .llseek = noop_llseek }; static struct miscdevice proc_relate_misc_device = { .minor = MISC_DYNAMIC_MINOR, .name = "proc_relate", .fops = &proc_relate_fops }; static int __init proc_relate_init(void) { misc_register(&proc_relate_misc_device); printk(KERN_INFO "proc_relate device has been registered.\n"); return 0; } static void __exit proc_relate_exit(void) { misc_deregister(&proc_relate_misc_device); printk(KERN_INFO "proc_relate device has been unregistered\n"); } module_init(proc_relate_init); module_exit(proc_relate_exit);补充这段代码需要补充的函数部分,使其能编译为内核模块,安装该内核模块后测试程序,运行结果类似如下:Here is parent process,pid = 7329 this is a child,pid is 7330 this is another child,pid is 7331 this is a child,pid is 7333 In thread,pid=7331 tid=7334 thread id=1254224352 this is a child,pid is 7332 this is a child,pid is 7335 ------------------------------------------------------- pid=2616 tgid=2616 comm=sshd sessionid=4 mm=ffff8000fae19000 activeMM=ffff8000fae19000 parent =1971 real_parent=1971 group_leader2616 ------------------------------------------------------- pid=2670 tgid=2670 comm=sshd sessionid=4 mm=ffff8000fa477500 activeMM=ffff8000fa477500 parent =2616 real_parent=2616 group_leader2670 -------------------------------------------------------

#include #include #include // 各种gpio的数据结构及函数 #include #include //__init __exit 宏定义声明 #include //class devise声明 #include //copy_from_user 的头文件 #include //设备号 dev_t 类型声明 #include MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL"); #define IOCTL_GPIO_OFF 0 /*灭*/ #define IOCTL_GPIO_ON 1 /*亮*/ #define DEVICE_NAME "beepctrl_caiyuxin" static struct class *ioctrl_class; #define BEEP_MAJOR 0 /*预设的主设备号*/ static int BEEP_major = BEEP_MAJOR; /*BEEP设备结构体*/ struct BEEP_dev { struct cdev cdev; /*cdev结构体*/ }; struct BEEP_dev *BEEP_devp; /*设备结构体指针*/ // 定义三色BEEP的GPIO引脚 static const struct gpio beeps[] = { // { 2, GPIOF_OUT_INIT_HIGH, "BEEP_RED" }, // { 3, GPIOF_OUT_INIT_HIGH, "BEEP_GREEN" }, { 25, GPIOF_OUT_INIT_HIGH, "BEEP" }, }; int BEEP_open(struct inode *inode, struct file *filp)//打开设备节点 { // int i; // printk(KERN_INFO " beeps opened\n"); // for(i=0;i<3;i++) // { // gpio_set_value(beeps[i].gpio, 0); // } return 0; } static long int BEEP_ioctl(struct file *filp,unsigned int cmd, unsigned long arg) { //ioctl函数接口 if (arg > sizeof(beeps)/sizeof(unsigned long)) { return -EINVAL; } printk("arg,cmd: %ld %d\n", arg, cmd); switch(cmd) { case IOCTL_GPIO_OFF:// 设置指定引脚的输出电平为0,由电路图可知,输出0时为灭 gpio_set_value(beeps[arg].gpio, 0); break; case IOCTL_GPIO_ON: gpio_set_value(beeps[arg].gpio, 1); break; default: return -EINVAL; } return 0; } int BEEP_release(struct inode *inode, struct file *filp)//释放设备节点 { int i; printk(KERN_INFO "BEEPs driver successfully close\n"); for(i=0;i<3;i++) { gpio_set_value(beeps[i].gpio, 0); } return 0; } static const struct file_operations BEEP_fops = { .owner = THIS_MODULE, .open = BEEP_open, .release = BEEP_release, .unlocked_ioctl = BEEP_ioctl, /* 实现主要控制功能*/ }; /*初始化并注册cdev*/ static void BEEP_setup

#include #include #include #include #include #define DEVICE_NAME "mydevice" #define BUF_SIZE 4096 static char *dev_buf; static int major; static int open(struct inode *inode, struct file *file) { printk(KERN_INFO "mydevice: device opened.\n"); return 0; } static int release(struct inode *inode, struct file *file) { printk(KERN_INFO "mydevice: device closed.\n"); return 0; } static ssize_t read(struct file *file, char __user *buf, size_t count, loff_t *pos) { int bytes_read = 0; if (*pos >= BUF_SIZE) { return 0; } if (count + *pos > BUF_SIZE) { count = BUF_SIZE - *pos; } if (copy_to_user(buf, dev_buf + *pos, count)) { return -EFAULT; } *pos += count; bytes_read = count; printk(KERN_INFO "mydevice: %d bytes read.\n", bytes_read); return bytes_read; } static ssize_t write(struct file *file, const char __user *buf, size_t count, loff_t *pos) { int bytes_written = 0; if (*pos >= BUF_SIZE) { return -ENOSPC; } if (count + *pos > BUF_SIZE) { count = BUF_SIZE - *pos; } if (copy_from_user(dev_buf + *pos, buf, count)) { return -EFAULT; } *pos += count; bytes_written = count; printk(KERN_INFO "mydevice: %d bytes written.\n", bytes_written); return bytes_written; } static long ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg) { switch (cmd) { case 0: // 控制命令0 // 执行相应的控制操作 break; case 1: // 控制命令1 // 执行相应的控制操作 break; default: return -ENOTTY; } return 0; } static loff_t lseek(struct file *file, loff_t offset, int whence) { loff_t newpos = 0; switch (whence) { case 0: // SEEK_SET newpos = offset; break; case 1: // SEEK_CUR newpos = file->f_pos + offset; break; case 2: // SEEK_END newpos = BUF_SIZE + offset; break; default: return -EINVAL; } if (newpos < 0 || newpos > BUF_SIZE) { return -EINVAL; } file->f_pos = newpos; return newpos; } static struct file_operations mydevice_fops = { .owner = THIS_MODULE, .open = open, .release = release, .read = read, .write = write, .unlocked_ioctl = ioctl, .llseek = lseek, }; static int __init mydevice_init(void) { dev_buf = kmalloc(BUF_SIZE, GFP_KERNEL); if (!dev_buf) { printk(KERN_ALERT "mydevice: kmalloc failed.\n"); return -ENOMEM; } memset(dev_buf, 0, BUF_SIZE); major = register_chrdev(0, DEVICE_NAME, &mydevice_fops); if (major < 0) { printk(KERN_ALERT "mydevice: register_chrdev failed.\n"); return major; } printk(KERN_INFO "mydevice: Device registered, major = %d.\n", major); return 0; } static void __exit mydevice_exit(void) { unregister_chrdev(major, DEVICE_NAME); kfree(dev_buf); printk(KERN_INFO "mydevice: Device unregistered.\n"); } module_init(mydevice_init); module_exit(mydevice_exit); MODULE_LICENSE("GPL"); MODULE_AUTHOR("Your Name"); MODULE_DESCRIPTION("My Device Driver");解释这串代码

最新推荐

recommend-type

linux c内存分配函数介绍

接下来,让我们来看一下kmalloc和kfree函数的用法和区别。kmalloc函数原型为#include&lt;linux/slab.h&gt;Void *kmalloc(size_t size, int flags);其中,第一个参数是要分配的块的大小,第二个参数是分配标志(flags),它...
recommend-type

Linux设备驱动之DMA

需要注意的是,不同的内存分配函数(如`kmalloc`和`__get_free_pages`)对应不同的释放函数,如`kfree`和`free_pages`。在实际编程中,正确使用这些函数至关重要,以防止内存泄漏和数据不一致。 在Linux DMA驱动...
recommend-type

Linux驱动程序开发 PPT格式

3. **核心机制**:驱动程序可以利用内核提供的服务,如内存管理(如kmalloc/kfree)、中断处理、信号量、等待队列等,这些工具帮助驱动程序高效、安全地执行任务。 4. **动态可加载**:多数Linux驱动程序设计成模块...
recommend-type

一个简单的java游戏.zip

《一个简单的Java游戏.zip》是一个专为学习目的设计的Java小游戏资源包。它包含了完整的源代码和必要的资源文件,适合初学者通过实战练习提升编程技能。该项目展示了如何使用Java的图形用户界面(GUI)库创建游戏窗口,并实现基本的游戏逻辑和交互功能。该游戏项目结构清晰,包括了多个类和文件,每个部分都有详细的注释,帮助理解代码的功能和逻辑。例如,Block类用于定义游戏中的基本元素,如玩家和障碍物;CreateGame类则是游戏的主要控制类,负责初始化游戏窗口、处理用户输入以及更新游戏状态等。此外,该资源包还演示了如何绘制游戏元素、处理事件驱动编程以及多线程的应用,这些都是游戏开发中的重要概念。通过运行和修改这个小游戏,用户可以深入了解Java编程的基础知识,并培养解决实际问题的能力。总之,《一个简单的Java游戏.zip》是一个理想的学习工具,无论是对于初学者还是有一定经验的开发者来说,都可以通过这个项目获得宝贵的实践经验。
recommend-type

平尾装配工作平台运输支撑系统设计与应用

资源摘要信息:"该压缩包文件名为‘行业分类-设备装置-用于平尾装配工作平台的运输支撑系统.zip’,虽然没有提供具体的标签信息,但通过文件标题可以推断出其内容涉及的是航空或者相关重工业领域内的设备装置。从标题来看,该文件集中讲述的是有关平尾装配工作平台的运输支撑系统,这是一种专门用于支撑和运输飞机平尾装配的特殊设备。 平尾,即水平尾翼,是飞机尾部的一个关键部件,它对于飞机的稳定性和控制性起到至关重要的作用。平尾的装配工作通常需要在一个特定的平台上进行,这个平台不仅要保证装配过程中平尾的稳定,还需要适应平尾的搬运和运输。因此,设计出一个合适的运输支撑系统对于提高装配效率和保障装配质量至关重要。 从‘用于平尾装配工作平台的运输支撑系统.pdf’这一文件名称可以推断,该PDF文档应该是详细介绍这种支撑系统的构造、工作原理、使用方法以及其在平尾装配工作中的应用。文档可能包括以下内容: 1. 支撑系统的设计理念:介绍支撑系统设计的基本出发点,如便于操作、稳定性高、强度大、适应性强等。可能涉及的工程学原理、材料学选择和整体结构布局等内容。 2. 结构组件介绍:详细介绍支撑系统的各个组成部分,包括支撑框架、稳定装置、传动机构、导向装置、固定装置等。对于每一个部件的功能、材料构成、制造工艺、耐腐蚀性以及与其他部件的连接方式等都会有详细的描述。 3. 工作原理和操作流程:解释运输支撑系统是如何在装配过程中起到支撑作用的,包括如何调整支撑点以适应不同重量和尺寸的平尾,以及如何进行运输和对接。操作流程部分可能会包含操作步骤、安全措施、维护保养等。 4. 应用案例分析:可能包含实际操作中遇到的问题和解决方案,或是对不同机型平尾装配过程的支撑系统应用案例的详细描述,以此展示系统的实用性和适应性。 5. 技术参数和性能指标:列出支撑系统的具体技术参数,如载重能力、尺寸规格、工作范围、可调节范围、耐用性和可靠性指标等,以供参考和评估。 6. 安全和维护指南:对于支撑系统的使用安全提供指导,包括操作安全、应急处理、日常维护、定期检查和故障排除等内容。 该支撑系统作为专门针对平尾装配而设计的设备,对于飞机制造企业来说,掌握其详细信息是提高生产效率和保障产品质量的重要一环。同时,这种支撑系统的设计和应用也体现了现代工业在专用设备制造方面追求高效、安全和精确的趋势。"
recommend-type

管理建模和仿真的文件

管理Boualem Benatallah引用此版本:布阿利姆·贝纳塔拉。管理建模和仿真。约瑟夫-傅立叶大学-格勒诺布尔第一大学,1996年。法语。NNT:电话:00345357HAL ID:电话:00345357https://theses.hal.science/tel-003453572008年12月9日提交HAL是一个多学科的开放存取档案馆,用于存放和传播科学研究论文,无论它们是否被公开。论文可以来自法国或国外的教学和研究机构,也可以来自公共或私人研究中心。L’archive ouverte pluridisciplinaire
recommend-type

MATLAB遗传算法探索:寻找随机性与确定性的平衡艺术

![MATLAB多种群遗传算法优化](https://img-blog.csdnimg.cn/39452a76c45b4193b4d88d1be16b01f1.png) # 1. 遗传算法的基本概念与起源 遗传算法(Genetic Algorithm, GA)是一种模拟自然选择和遗传学机制的搜索优化算法。起源于20世纪60年代末至70年代初,由John Holland及其学生和同事们在研究自适应系统时首次提出,其理论基础受到生物进化论的启发。遗传算法通过编码一个潜在解决方案的“基因”,构造初始种群,并通过选择、交叉(杂交)和变异等操作模拟生物进化过程,以迭代的方式不断优化和筛选出最适应环境的
recommend-type

如何在S7-200 SMART PLC中使用MB_Client指令实现Modbus TCP通信?请详细解释从连接建立到数据交换的完整步骤。

为了有效地掌握S7-200 SMART PLC中的MB_Client指令,以便实现Modbus TCP通信,建议参考《S7-200 SMART Modbus TCP教程:MB_Client指令与功能码详解》。本教程将引导您了解从连接建立到数据交换的整个过程,并详细解释每个步骤中的关键点。 参考资源链接:[S7-200 SMART Modbus TCP教程:MB_Client指令与功能码详解](https://wenku.csdn.net/doc/119yes2jcm?spm=1055.2569.3001.10343) 首先,确保您的S7-200 SMART CPU支持开放式用户通
recommend-type

MAX-MIN Ant System:用MATLAB解决旅行商问题

资源摘要信息:"Solve TSP by MMAS: Using MAX-MIN Ant System to solve Traveling Salesman Problem - matlab开发" 本资源为解决经典的旅行商问题(Traveling Salesman Problem, TSP)提供了一种基于蚁群算法(Ant Colony Optimization, ACO)的MAX-MIN蚁群系统(MAX-MIN Ant System, MMAS)的Matlab实现。旅行商问题是一个典型的优化问题,要求找到一条最短的路径,让旅行商访问每一个城市一次并返回起点。这个问题属于NP-hard问题,随着城市数量的增加,寻找最优解的难度急剧增加。 MAX-MIN Ant System是一种改进的蚁群优化算法,它在基本的蚁群算法的基础上,对信息素的更新规则进行了改进,以期避免过早收敛和局部最优的问题。MMAS算法通过限制信息素的上下界来确保算法的探索能力和避免过早收敛,它在某些情况下比经典的蚁群系统(Ant System, AS)和带有局部搜索的蚁群系统(Ant Colony System, ACS)更为有效。 在本Matlab实现中,用户可以通过调用ACO函数并传入一个TSP问题文件(例如"filename.tsp")来运行MMAS算法。该问题文件可以是任意的对称或非对称TSP实例,用户可以从特定的网站下载多种标准TSP问题实例,以供测试和研究使用。 使用此资源的用户需要注意,虽然该Matlab代码可以免费用于个人学习和研究目的,但若要用于商业用途,则需要联系作者获取相应的许可。作者的电子邮件地址为***。 此外,压缩包文件名为"MAX-MIN%20Ant%20System.zip",该压缩包包含Matlab代码文件和可能的示例数据文件。用户在使用之前需要将压缩包解压,并将文件放置在Matlab的适当工作目录中。 为了更好地理解和应用该资源,用户应当对蚁群优化算法有初步了解,尤其是对MAX-MIN蚁群系统的基本原理和运行机制有所掌握。此外,熟悉Matlab编程环境和拥有一定的编程经验将有助于用户根据个人需求修改和扩展算法。 在实际应用中,用户可以根据问题规模调整MMAS算法的参数,如蚂蚁数量、信息素蒸发率、信息素增量等,以获得最优的求解效果。此外,也可以结合其他启发式或元启发式算法,如遗传算法、模拟退火等,来进一步提高算法的性能。 总之,本资源为TSP问题的求解提供了一种有效的算法框架,且Matlab作为编程工具的易用性和强大的计算能力,使得该资源成为算法研究人员和工程技术人员的有力工具。通过本资源的应用,用户将能够深入探索并实现蚁群优化算法在实际问题中的应用,为解决复杂的优化问题提供一种新的思路和方法。
recommend-type

"互动学习:行动中的多样性与论文攻读经历"

多样性她- 事实上SCI NCES你的时间表ECOLEDO C Tora SC和NCESPOUR l’Ingén学习互动,互动学习以行动为中心的强化学习学会互动,互动学习,以行动为中心的强化学习计算机科学博士论文于2021年9月28日在Villeneuve d'Asq公开支持马修·瑟林评审团主席法布里斯·勒菲弗尔阿维尼翁大学教授论文指导奥利维尔·皮耶昆谷歌研究教授:智囊团论文联合主任菲利普·普雷教授,大学。里尔/CRISTAL/因里亚报告员奥利维耶·西格德索邦大学报告员卢多维奇·德诺耶教授,Facebook /索邦大学审查员越南圣迈IMT Atlantic高级讲师邀请弗洛里安·斯特鲁布博士,Deepmind对于那些及时看到自己错误的人...3谢谢你首先,我要感谢我的两位博士生导师Olivier和Philippe。奥利维尔,"站在巨人的肩膀上"这句话对你来说完全有意义了。从科学上讲,你知道在这篇论文的(许多)错误中,你是我可以依