Linux内核API mempool_alloc|极客笔记

mempool_alloc函数功能描述：mempool_alloc( )函数的功能是从内存池分配一个内存元素。

mempool_alloc文件包含

#include<linux/mempool.h>

mempool_alloc函数定义

在内核源码中的位置：linux-3.19.3/mm/mempool.c

函数定义格式：

void * mempool_alloc(mempool_t *pool, gfp_t gfp_mask)

mempool_alloc输入参数说明

pool：内存池对象指针，指向创建的内存池，其定义参考mempool_create( )函数的分析。
gfp_mask：内存分配标志，其常见取值和定义参考alloc_pages( )函数的分析。

mempool_alloc返回参数说明

mempool_alloc( )函数返回一个指向所分配的内存对象的指针，即得到该内存对象的起始地址。

mempool_alloc实例解析

编写测试文件：mempool_alloc.c

头文件及全局变量声明如下：

#include <linux/mm.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/mempool.h>
#include <linux/blkdev.h>
#include <linux/writeback.h>
MODULE_LICENSE("GPL");
static int __init mempool_alloc_init(void);
static void __exit mempool_alloc_exit(void);

static struct kmem_cache * kmem = NULL;
static mempool_t * pool = NULL;
static void * element = NULL;

模块初始化函数：

int __init mempool_alloc_init(void)
{
    // 创建一个名为"my_buffer"的slab缓存
    kmem = kmem_cache_create("my_buffer",10000,0, SLAB_HWCACHE_ALIGN, NULL);

    if(kmem == NULL )
    {
        printk("kmem_cache_create failed! \n");
        return 0;
    }
    else
    {
        printk("kmem_cache_create successfully! \n");

        // 基于创建的slab缓存创建一个包含5个初始元素的内存池
        pool = mempool_create(5, mempool_alloc_slab, mempool_free_slab, kmem);
        if(pool == NULL )
        {
            printk("mempool_create failed! \n");
            return 0;
        }
        else
        {
            // 从创建好的内存池中分配内存
            printk("mempool_create successfully! min_nr = %d\n", pool->min_nr);
            element = mempool_alloc(pool , GFP_KERNEL);
            // 输出所分配内存对象的地址
            printk("after mempool_alloc, element = 0x%lx\n", (unsigned long)element);
        }
    }
    return 0;
}

模块退出函数：

void __exit mempool_alloc_exit(void)
{
    if(element ! = NULL)
    {
        mempool_free(element, pool);  //释放分配的内存对象
        printk("mempool_free successfully! \n");
    }
    if(pool ! = NULL)
    {
        mempool_destroy(pool);        //销毁创建的内存池
        printk("mempool_destroy successfully! \n");
    }
    if(kmem ! = NULL)
    {
        kmem_cache_destroy(kmem);     //销毁创建的slab缓存
        printk("kmem_cache_destroy successfully! \n");
    }
    printk("exit! \n");
}

模块初始化及退出函数调用：

module_init(mempool_alloc_init);
module_exit(mempool_alloc_exit);

实例运行结果及分析：

首先编译模块，执行命令mempool_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 mempool_alloc

执行命令rmmod mempool_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 mempool_alloc

结果分析：

本测试程序首先通过函数mempool_create( )创建了一个内存池以供mempool_alloc( )函数分配，它接收两个参数：创建的内存池对象的指针pool和分配标志gfp_mask，另gfp_mask为GFP_KERNEL，即从内核分配内存。内存池中共有5个元素，调用mempool_alloc( )函数分配一个元素后得到其地址为0xffff8800a456ce80。在模块退出时，依次执行释放内存对象，销毁内存池，销毁slab缓存操作。释放内存对象函数mempool_free( )也需要两个参数element和pool，它们分配是所分配的内存元素的地址和内存元素所在的内存池描述符。

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