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Linux内核下内存分配函数kmalloc、kzalloc、vmalloc的使用与区别

做过C开发的同学都比较清楚,内存分配是咱们整个开发中非常关键的一个操作,在用户态,用的最多的内存分配函数当然是malloc(),其对应的释放函数free(),通过这对函数即可实现用户态的内存相关的操作

那么,在内核态又是怎么来实现内存的申请与释放操作呢?怎么保证选用的函数适合当前的环境呢?通常在Linux内核态下的程序, 内存申请的函数有3个,即kmalloc、kzalloc和vmalloc,通过这三个函数即可完成内核不同场景下的内存申请~

一、kmalloc()函数

        函数原型:void *kmalloc(size_t size, int flags);

        申请物理内存上一片连续的空间,且不对申请到的空间进行清零操作,申请到的内存依然存有原来使用的数据,因申请到的内存位于连续的一片物理地址空间上,所以函数返回的地址通过一定的偏移量即可对应到实际的物理内存空间。

        优点:函数运行速度快,申请的空间在物理内存也连续

        缺点:最大只能申请128KB的内存空间 

二、kzalloc()函数

        函数原型:void *kzalloc (size_t size, int flags);

        同kmalloc函数功能相同,实现效果基本一样,唯一区别就是此函数申请的时候会自动对申请到的内存空间进行清零操作,其实现效果相当于:kmalloc(size, flags | __GFP_ZERO),此函数同样对申请的内存空间有128KB大小的限制

三、vmalloc()函数

        函数原型:void *(unsigned long size);

        相对于前面两个函数,此函数申请的的是虚拟内存空间中连续的地址,而实际对应在物理内存空间中的地址,则是不连续的地址空间,所以在一定程度上对申请到的内存空间访问速度会比前两个函数慢

        优点:通过此函数可直接申请大于128KB的内存空间

        缺点:函数申请到的内存在物理空间上处于不连续的状态,所以访问速度相对于前两个函数申请的内存空间会较慢

四、相关内存释放函数操作

        内存作为硬件系统中重要的硬件资源之一,使用完内存释放也是必须的,使用不当则容易造成内存泄漏,对应的释放函数为vfree(),同时释放操作不当也容易造成重要信息泄露,即对释放后的内存需要进行清空操作

 

好了,通过以上三个函数的介绍,大家在一定程度上能了解到Linux内核下申请内存空间的相关操作,如何选用大家可根据实际的情况对及对程序运行的性能进行相关衡量,选出最适合的函数运用于你的代码中吧~

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