Linux设备驱动程序 之 内存池

内核中有些地方的内存分配是不允许失败的,为了确保这种情况下的成功分配,内核开发者建立了一种称为内存池的抽象;内存池其实就是某种形式的后备高速缓存,它试图始终保存空闲的内存,以便在紧急状态下使用;

mempool会分配一些内存块,空闲且不会真的得到使用;因此,使用mempool很容易浪费大量内存;几乎在索欧情况下,最好不使用mempool而是处理可能的分配失败;而如果系统分配内存失败会导致对系统的一致性破坏,为了应对这种情况,则应该使用mempool;

内存池对象的类型为mempool_t,在<linux/mempool.h>中定义;

创建

函数mempool_create用于创建内存池对象;

min_nr参数标识的是内存池应始终保持的已分配对象的最少数目;对象的实际分配和释放由alloc_fn和free_fn函数处理,原型如下:

mempool_create的最后一个参数,即pool_data,被传入alloc_fn和free_fn;

如有必要,我们可以为mempool编写特定用途的函数来处理内存分配;但是,通常我们仅会让内核的slab分配器为我们处理这个任务;内核中有两个函数mempool_alloc_slab和mempool_free_slab和mempool_free_slab,它们的原型和上述内存池分配的原型匹配,并利用kmeme_cache_alloc和kmem_cache_free处理内存分配和释放;

构造内存池的代码通常如下:

分配

在建立了内存池之后,可使用下面函数分配对象:

在创建mempool时,就会多次调用分配函数为预先分配的对象创建内存池;之后,对mempool_alloc的调用将首先通过分配函数获得该对象;如果分配失败,就会返回预先分配的对象(如果存在的话);

释放

内存对象使用完毕之后,使用下面的函数释放对象:

如果使用mempool_free释放一个对象,则如果预先分配的对象数目小于要求的最低数目,就会将对象保留在内存池中;否则,该对象就会返回给系统;

调整大小

可以利用下面函数来调整mempool的大小:

该函数调用成功,将把内存池的大小调整为至少有new_min_nr个预分配对象;

销毁

如果不再需要使用内存池,可使用下面的函数将其返回给系统:

在销毁mempool之前,必须将所有已分配的对象返回到内存池中,否则会导致内核oops;

 

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