Linux内核API kmem_cache_alloc|极客笔记

kmem_cache_alloc函数功能描述：kmem_cache_alloc( )函数用来从一个给定的缓存分配一个对象，如果缓存目前为空，那么这个函数就会调用cache_alloc_ref ill( )向缓存中增加内存。

kmem_cache_alloc文件包含

#include<linux/slab.h>

kmem_cache_alloc函数定义

在内核源码中的位置：linux-3.19.3/mm/slab.c

函数定义格式：

void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t f lags)

kmem_cache_alloc输入参数说明

cachep：该参数是描述给定的缓存的结构指针。其中关于结构体kmem_cache的定义参考kmem_cache_create( )函数的分析。
flags：该参数是分配标志选项，它与kmalloc( )函数的参数flags相同，参考kmalloc( )函数的分析。

kmem_cache_alloc返回参数说明

kmem_cache_alloc( )函数返回一个对所分配的内存对象的引用。

kmem_cache_alloc实例解析

编写测试文件：kmem_cache_alloc.c

头文件及全局变量声明如下：

#include <linux/slab.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
MODULE_LICENSE("GPL");
static int __init kmem_cache_alloc_init(void);
static void __exit kmem_cache_alloc_exit(void);

struct kmem_cache *my_cachep;
void * object = NULL;

模块初始化函数：

int __init kmem_cache_alloc_init(void)
{
    // 创建一个名为”my_cache”的slab缓存
    my_cachep = kmem_cache_create("my_cache",35,0, SLAB_HWCACHE_ALIGN, NULL);

    if(my_cachep == NULL )
        printk("kmem_cache_create failed! \n");
    else
    {
        object = kmem_cache_alloc( my_cachep, GFP_KERNEL );
                          // 从slab缓存中分配一个内存对象
        if(object == NULL )
            printk("kmem_cache_alloc failed! \n");
        else
            printk("allocate object is 0x%lx\n", (unsigned long)object);
    }
    return 0;
}

模块退出函数：

void __exit kmem_cache_alloc_exit(void)
{
    if (object)
    {
        kmem_cache_free( my_cachep, object ); //释放分配的内存对象
        printk("free object successfully! \n");
    }
    if(my_cachep)
    {
        kmem_cache_destroy(my_cachep);  //销毁高速缓存
        printk("destroy my_cachep successfully! \n");
    }
    printk("exit! \n");
}

模块初始化及退出函数调用：

module_init(kmem_cache_alloc_init);
module_exit(kmem_cache_alloc_exit);

实例运行结果及分析：

首先编译模块，执行命令insmod kmem_cache_alloc.ko插入模块，然后执行命令dmesg -c，会出现如图所示的结果。

Linux内核API kmem_cache_alloc

执行命令rmmod kmem_cache_alloc.ko卸载模块，执行命令dmesg -c，会出现如图所示的结果。

Linux内核API kmem_cache_alloc

结果分析：

该测试文件首先创建一个slab缓存my_cachep，将该缓存描述符传给kmem_cache_alloc( )函数，该函数会基于特定的缓存my_cachep按照GFP_KERNEL分配方式分配一个内存对象。通过输出信息可知对象起始地址为0xffff880147ff1a80。然后调用kmem_cache_free( )函数先释放分配的对象，再调用kmem_cache_destroy( )函数销毁由加载模块创建的slab缓存。

测试程序中调用了函数kmem_cache_create( ), kmem_cache_destroy( )和kmem_cache_free( )，其功能参考极客笔记网关于它们的分析。