linux驱动程序40：页内存分配

如果模块需要分配大块的内存，建议使用面向页的分配技术。

get_free_page：

api：

get_zeroed_page(unsigned int flags); #返回指向新页面的指针并将页面清零

__get_free_page(unsigned int flags); #分配一个页面

__get_free_pages(unsigned int flags, unsigned int order); #分配多个物理连续的页面

flags：常用GFP_KERNEL、GFP_ATOMIC和__GFP_DMA

order：要申请或释放的页面数的以2为底的对数（log2N），0-1个页面，3-8个页面

void free_page(unsigned long addr);

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

如果试图释放和分配数目不等的页面，内存映射就会被破坏

#include 
#include 
#include 
 
#define TEST_ORDER		0
 
static void *ptr = NULL;
 
static int __init hello_init(void)
{
	printk("hello_init. \n");
	ptr = (void *)__get_free_pages(GFP_KERNEL, TEST_ORDER);
	if (!ptr)
	{
		printk("__get_free_pages failed. \n");
		return -1;
	}
	
	printk("__get_free_pages successed. \n");
	memset(ptr, 0x0, PAGE_SIZE << TEST_ORDER);
	return 0;
}
 
static void __exit hello_exit(void)
{
	printk("hello_exit. \n");
	if (ptr)
	{
		free_pages((unsigned long)ptr, TEST_ORDER);
		ptr = NULL;
	}
}
 
MODULE_LICENSE("GPL");
module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);

alloc_pages：

linux页分配器的核心代码是alloc_pages_node函数：

struct page *alloc_pages_node(int nid, unsigned int flags, unsigned int order);

nid：NUMA节点的ID号

返回值：指向第一个page结构的指针

基于alloc_pages_node的宏:

struct page *alloc_pages(unsigned int flags, unsigned int order);//多个页

struct page *alloc_page(unsigned int flags);//一个页

void __free_page(struct page *page);

void __free_pages(struct page *page, unsigned int order);

void free_hot_page(struct page *page);

void free_cold_page(struct page *page);

free_hot_page和free_cold_page释放位于高速缓存中的页

#include 
#include 
#include 
 
#define TEST_ORDER		0
 
struct page *pstPage = NULL;
 
static int __init hello_init(void)
{
	printk("hello_init. \n");
	pstPage = alloc_pages(GFP_KERNEL, TEST_ORDER);
	if (!pstPage)
	{
		printk("alloc_pages failed. \n");
		return -1;
	}
	
	printk("alloc_pages successed. \n");
	return 0;
}
 
static void __exit hello_exit(void)
{
	printk("hello_exit. \n");
	if (pstPage)
	{
		__free_pages(pstPage, TEST_ORDER);
		pstPage = NULL;
	}
}
 
MODULE_LICENSE("GPL");
module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);

基于页的分配策略的优点实际不在速度上，而在于更有效地使用内存。