Linux内核API kmem_cache_zalloc|极客笔记

kmem_cache_zalloc函数功能描述：kmem_cache_zalloc( )函数与kmem_cache_alloc( )函数功能类似，都是用来从一个给定的缓存分配一个对象。但kmem_cache_zalloc( )除了分配内存对象之外，还把内存对象所代表的内存空间初始化为0。

kmem_cache_zalloc文件包含

#include<linux/slab.h>

kmem_cache_zalloc函数定义

在内核源码中的位置：linux-3.19.3/include/linux/slab.h

函数定义格式：

static inline void *kmem_cache_zalloc(struct kmem_cache *k, gfp_t flags)

kmem_cache_zalloc输入参数说明

cachep：该参数是描述给定的缓存的结构指针，参考kmem_cache_create( )函数的分析。
flags：该参数是分配标志选项，它与alloc_pages( )的flags选项相同，参考alloc_pages( )函数的分析。

kmem_cache_zalloc返回参数说明

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

kmem_cache_zalloc实例解析

编写测试文件：kmem_cache_zalloc.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_zalloc_init(void);
static void __exit kmem_cache_zalloc_exit(void);
struct kmem_cache *my_cachep;
char * object;

模块初始化函数：

int __init kmem_cache_zalloc_init(void)
{
    my_cachep = kmem_cache_create("my_cache",32,0, SLAB_HWCACHE_ALIGN, NULL);
    if(my_cachep == NULL )
        printk("kmem_cache_create failed! \n");
    else
    {
        object = (char * )kmem_cache_zalloc( my_cachep, GFP_KERNEL );
        if(object == NULL )
            printk("kmem_cache_zalloc failed! \n");
        else
        {
            printk("allocated object is 0x%lx\n", (unsigned long)object);
                                          // 输出object的地址

            // 输出相对object地址偏移分别为2和30的地址单元的内容
            printk("the content of object+2 is: %d\n", *(object+2));
            printk("the content of object+30 is: %d\n", *(object+30));
        }
    }
    return 0;
}

模块退出函数：

void __exit kmem_cache_zalloc_exit(void)
{
    if (object)
    {
        kmem_cache_free( my_cachep, object );
        printk("free object successfully! \n");
    }
    if(my_cachep)
    {
        kmem_cache_destroy(my_cachep);
        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_zalloc_init);
module_exit(kmem_cache_zalloc_exit);

实例运行结果及分析：

首先编译模块，执行命令insmod kmem_cache_zalloc.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_zalloc

执行命令rmmod kmem_cache_zalloc.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_zalloc

结果分析：

测试程序中调用了函数kmem_cache_create( ), kmem_cache_destroy( )和kmem_cache_free( )，其功能见极客笔记网中关于它们的分析。

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_zalloc( )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，通过输出结果可知对象起始地址为0xffff8801479901a0。然后输出偏移为2和偏移为30的内存内容，均为0，说明kmem_cache_zalloc( )函数在分配了内存空间之后，又将这个内存空间初始化为0。

在模块卸载时调用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。