get_free_page 和其友

Posted 2022-03-20 fanweisheng

如果一个模块需要分配大块的内存, 它常常最好是使用一个面向页的技术. 请求整个页也 有其他的优点, 这个在 15 章介绍.

 

为分配页, 下列函数可用: get_zeroed_page(unsigned int flags);

返回一个指向新页的指针并且用零填充了该页.

 

    get_free_page(unsigned int flags);

 

类似于 get_zeroed_page, 但是没有清零该页.

 

    get_free_pages(unsigned int flags, unsigned int order);

 

分配并返回一个指向一个内存区第一个字节的指针, 内存区可能是几个(物理上连 续)页长但是没有清零.

 

flags 参数同 kmalloc 的用法相同; 常常使用 GFP_KERNEL 或者 GFP_ATOMIC, 可能带有

    GFP_DMA 标志( 给可能用在 ISA DMA 操作的内存 ) 或者   GFP_HIGHMEM 当可能使用

 

高端内存时. [29] 29order 是你在请求的或释放的页数的以 2 为底的对数(即, log2N). 例 如, 如果你要一个页 order 为 0, 如果你请求 8 页就是 3. 如果 order 太大(没有那个 大小的连续区可用), 页分配失败. get_order 函数, 它使用一个整数参数, 可以用来从 一个 size 中提取 order(它必须是 2 的幂)给主机平台. order 允许的最大值是 10 或 者 11 (对应于 1024 或者 2048 页), 依赖于体系. 但是, 一个 order-10 的分配在除了 一个刚刚启动的有很多内存的系统中成功的机会是小的.

 

如果你好奇, /proc/buddyinfo 告诉你系统中每个内存区中的每个 order 有多少块可用.

 

当一个程序用完这些页, 它可以使用下列函数之一来释放它们. 第一个函数是一个落回第 二个函数的宏:

 

void free_page(unsigned long addr);

void free_pages(unsigned long addr, unsigned long order);

 

如果你试图释放和你分配的页数不同的页数, 内存图变乱, 系统在后面时间中有麻烦.

 

值得强调一下, get_free_pages 和其他的函数可以在任何时候调用, 遵循我们看到的 kmalloc 的相同规则. 这些函数不能在某些情况下分配内存, 特别当使用 GFP_ATOMIC 时. 因此, 调用这些分配函数的程序必须准备处理分配失败.

 

尽管 kmalloc( GFP_KERNEL )有时失败当没有可用内存时, 内核尽力满足分配请求. 因此, 容易通过分配太多的内存降低系统的响应. 例如, 你可以通过塞入一个 scull 设备大量 数据使计算机关机; 系统开始爬行当它试图换出尽可能多的内存来满足 kmalloc 的请求. 因为每个资源在被增长的设备所吞食, 计算机很快就被说无法用; 在这点上, 你甚至不能 启动一个新进程来试图处理这个问题. 我们在 scull 不解释这个问题, 因为它只是一个 例子模块并且不是一个真正的放入多用户系统的工具. 作为一个程序员, 你必须小心, 因 为一个模块是特权代码并且可能在系统中开启新的安全漏洞(最可能是一个服务拒绝漏洞 好像刚刚描述过的.)