Linux内核中常见内存分配函数(二)

简介: <div>常用内存分配函数</div> <div>  __get_free_pages</div> <div>  unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)</div> <div>  __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</div> <d
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, Linux培训
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。 Linux培训
  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。
相关文章
|
1天前
|
机器学习/深度学习 负载均衡 算法
深入探索Linux内核调度机制的优化策略###
本文旨在为读者揭开Linux操作系统中至关重要的一环——CPU调度机制的神秘面纱。通过深入浅出地解析其工作原理,并探讨一系列创新优化策略,本文不仅增强了技术爱好者的理论知识,更为系统管理员和软件开发者提供了实用的性能调优指南,旨在促进系统的高效运行与资源利用最大化。 ###
|
3天前
|
算法 Linux 开发者
深入探究Linux内核中的内存管理机制
本文旨在对Linux操作系统的内存管理机制进行深入分析,探讨其如何通过高效的内存分配和回收策略来优化系统性能。文章将详细介绍Linux内核中内存管理的关键技术点,包括物理内存与虚拟内存的映射、页面置换算法、以及内存碎片的处理方法等。通过对这些技术点的解析,本文旨在为读者提供一个清晰的Linux内存管理框架,帮助理解其在现代计算环境中的重要性和应用。
|
2天前
|
缓存 网络协议 Linux
Linux操作系统内核
Linux操作系统内核 1、进程管理: 进程调度 进程创建与销毁 进程间通信 2、内存管理: 内存分配与回收 虚拟内存管理 缓存管理 3、驱动管理: 设备驱动程序接口 硬件抽象层 中断处理 4、文件和网络管理: 文件系统管理 网络协议栈 网络安全及防火墙管理
18 4
|
1天前
|
Linux 数据库
Linux内核中的锁机制:保障并发操作的数据一致性####
【10月更文挑战第29天】 在多线程编程中,确保数据一致性和防止竞争条件是至关重要的。本文将深入探讨Linux操作系统中实现的几种关键锁机制,包括自旋锁、互斥锁和读写锁等。通过分析这些锁的设计原理和使用场景,帮助读者理解如何在实际应用中选择合适的锁机制以优化系统性能和稳定性。 ####
14 6
|
3天前
|
人工智能 算法 大数据
Linux内核中的调度算法演变:从O(1)到CFS的优化之旅###
本文深入探讨了Linux操作系统内核中进程调度算法的发展历程,聚焦于O(1)调度器向完全公平调度器(CFS)的转变。不同于传统摘要对研究背景、方法、结果和结论的概述,本文创新性地采用“技术演进时间线”的形式,简明扼要地勾勒出这一转变背后的关键技术里程碑,旨在为读者提供一个清晰的历史脉络,引领其深入了解Linux调度机制的革新之路。 ###
|
5天前
|
算法 Linux 定位技术
Linux内核中的进程调度算法解析####
【10月更文挑战第29天】 本文深入剖析了Linux操作系统的心脏——内核中至关重要的组成部分之一,即进程调度机制。不同于传统的摘要概述,我们将通过一段引人入胜的故事线来揭开进程调度算法的神秘面纱,展现其背后的精妙设计与复杂逻辑,让读者仿佛跟随一位虚拟的“进程侦探”,一步步探索Linux如何高效、公平地管理众多进程,确保系统资源的最优分配与利用。 ####
30 4
|
3月前
|
存储 编译器 C语言
【C语言篇】数据在内存中的存储(超详细)
浮点数就采⽤下⾯的规则表⽰,即指数E的真实值加上127(或1023),再将有效数字M去掉整数部分的1。
335 0
|
14天前
|
存储 C语言
数据在内存中的存储方式
本文介绍了计算机中整数和浮点数的存储方式,包括整数的原码、反码、补码,以及浮点数的IEEE754标准存储格式。同时,探讨了大小端字节序的概念及其判断方法,通过实例代码展示了这些概念的实际应用。
29 1
|
19天前
|
存储
共用体在内存中如何存储数据
共用体(Union)在内存中为所有成员分配同一段内存空间,大小等于最大成员所需的空间。这意味着所有成员共享同一块内存,但同一时间只能存储其中一个成员的数据,无法同时保存多个成员的值。
|
23天前
|
存储 弹性计算 算法
前端大模型应用笔记(四):如何在资源受限例如1核和1G内存的端侧或ECS上运行一个合适的向量存储库及如何优化
本文探讨了在资源受限的嵌入式设备(如1核处理器和1GB内存)上实现高效向量存储和检索的方法,旨在支持端侧大模型应用。文章分析了Annoy、HNSWLib、NMSLib、FLANN、VP-Trees和Lshbox等向量存储库的特点与适用场景,推荐Annoy作为多数情况下的首选方案,并提出了数据预处理、索引优化、查询优化等策略以提升性能。通过这些方法,即使在资源受限的环境中也能实现高效的向量检索。