12内存空间的申请

Posted 2020-07-08

1、用户空间内存的申请

    用户空间内存的申请函数为 malloc，相对应的内存释放函数为 free。malloc 函数具备一下的内存能力

（1）二次管理的的能力

    当用户空间 malloc 了一块内存，这块被申请的内存被立即 free 之后，并不会立即将这块内存还给内核，而是将这块内存还给了 C 库，这块内存还是属于这个进程，只是将这块内存交给 C 库去进行管理。因此后续的内存申请，就可以占用这块被释放的内存了。

（2）Linux 内核总是按需分配

    当 malloc 成功之后，返回。虽然是成功返回，但是内核并没有将这块内存真正给进程，这个时候，如果去读的话，会发现内容全部是零，而且这个内存也是只读的。当在写这个内存的时候，内核会在出现页错误的时候，真正把这块内存给这个进程。

 

2、内核空间动态申请内存

2.1、kmalloc

   void * kmalloc(size, flags)

    size ，分配内存大小。flags，分配的标志，一般较为常用的是 GFP_KERNEL，GFP_AROMIC。

    kmalloc 申请的内存，位于 DMA映射区，最重要的是，物理上，也是连续的，它们与真是的物理地址只有一个固定的便宜。这一点对 DMA 至关重要。

    kmalloc 分配内存空间的大小，一般是比较的小，大小为 128KB-16B。

    当 flags 是 GFP_KERNEL 的时候，若是申请内存空间的请求不被满足，则进程就会睡眠，引起阻塞。所以，标志为 GFP_KERNEL 的话，就不能出现在中断的上下文，自旋锁，或者原子操作中。所以，在中断的上下文， ，tasklet、内核的定时器，等不能出现进程切换的位置中，就只能使用 GFP_ATOMIC 去申请内存，若是此时申请不到的话，就不等待睡眠了，直接进行返回。、 

    使用 kfree 去释放申请的内存空间。

2.2、vmalloc

    vmalloc 使用方法类似，但是 vmalloc 一般是用于申请内存空间较大的应用场景，而且，vmalloc 申请的内存空间，只在虚拟内存空间上是连续的，但是实质上，在物理内存空间并不一定连续。所以，申请的虚拟地址空间和实际的物理地址空间更没有固定的偏移关系。

    vmalloc 内部的实现，是借助了 GFP_KERNEL 标志的 kmalloc 去实现的，所以，vmalloc 也是不能用在原子的上下文。

   同理，使用 vfree 去进行内存的释放。