Linux 内存分配函数，如何高效管理内存资源？

1、kmalloc()

功能描述：kmalloc()用于在物理内存中分配一块连续的存储空间，主要用于内核态的内存分配。

参数说明

size：待分配的内存大小，单位为字节，由于Linux内存管理机制，内存只能按照页面大小（一般32位机为4KB，64位机为8KB）进行分配。

flags：控制函数行为的标志，常用的标志包括GFP_KERNEL和GFP_ATOMIC。

使用场景：适用于需要连续物理内存的场景，如内核数据结构、硬件寄存器映射等。

2、vmalloc()

功能描述：vmalloc()用于分配虚拟地址连续但物理地址不连续的内存，主要用于只存在于软件中的较大顺序缓冲区。

参数说明

size：待分配的内存大小，单位为字节。

使用场景：适用于需要大块虚拟连续内存但不要求物理连续的场景，如文件系统缓存、网络缓冲区等。

3、__get_free_pages()

功能描述：__get_free_pages()用于分配特定数量的连续物理页。

参数说明

gfp_mask：指定分配内存的方法和特性。

order：表示需要多少个连续的页，例如order=0代表一页。

使用场景：适用于需要分配特定数量连续物理页的场景，如内存映射、设备驱动等。

4、dma_alloc_coherent()

功能描述：dma_alloc_coherent()在设备映射区域分配一块连续的物理内存，以便于DMA传输。

参数说明

dev：设备结构体指针。

size：待分配的内存大小，单位为字节。

dma_handle：指向DMA地址的指针。

flags：指定分配内存的方法和特性。

使用场景：适用于需要进行DMA操作的设备驱动，确保分配的内存对于处理器来说是可直接访问的。

5、slab 分配器

功能描述：slab分配器是内核中的一种高效内存分配机制，通过预先分配和缓存固定大小的内存块来减少系统调用和内存碎片。

使用场景：适用于频繁分配和释放固定大小内存块的场景，如内核对象、网络缓冲区等。

Linux提供了多种内存分配函数以满足不同的需求，选择合适的内存分配函数可以提高系统性能和稳定性。

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