Linux内核大内存分配：伙伴系统实现分析

本篇文章是关于Linux内核中大内存分配实现的分析。在内核模块的编写过程中，大内存的分配和释放是非常重要的操作，而在Linux内核中，我们使用alloc_page()/alloc_pages()来进行大内存（超过一个页面，即4K）的分配，然后使用free_page()/free_pages()来释放这些内存。本文基于Linux 2.6.9版本进行代码分析，主要包括准备知识、有关的数据结构、alloc_pages()/alloc_page的实现分析、free_pages()的相关实现以及总结。 首先，文章提出一个操作系统的内存管理方式对其效率有很大程度的影响，内存管理中的时间与空间的对立统一在内存管理上体现得最为明显。因为分配和释放内存是一个频率很高的操作，所以它对内存管理的效率要求很高。 接着，文章介绍了一些准备知识，对于大内存分配的实现需要了解一些相关的知识。内存管理中的地址空间、分页机制、虚拟内存、实地址模式等知识都对大内存分配的实现起着重要的作用。 其次，文章详细介绍了在Linux内核中关于大内存分配的数据结构，包括描述页表的数据结构、描述内存页的数据结构等。这些数据结构对于Linux内核中大内存分配的实现起着至关重要的作用。 然后，文章对alloc_pages()/alloc_page的实现进行了详细分析。这些函数是Linux内核中用于分配大内存的关键函数，文章通过对这些函数的调用过程进行了详细的分析，包括了分配大内存的具体实现原理，以及与其他相关函数之间的调用关系。 再次，文章对free_pages()的相关实现进行了详细介绍。在使用alloc_pages()/alloc_page分配大内存后，需要通过free_pages()来释放这些内存，文章详细介绍了这一过程中的实现原理和相关的数据结构。 最后，文章对整个大内存分配的实现进行了总结。总结中对于Linux内核中大内存分配的原理和实现进行了概括性的介绍，强调了分配和释放大内存在Linux内核中具有很高的效率和可靠性。 综上所述，本文详细分析了Linux内核中关于大内存分配的实现原理和实现细节，通过对相关函数的调用过程和与其他相关函数的关系进行了深入分析，对于理解Linux内核中内存管理的实现原理具有很大的参考价值。