Linux内核API mempool_create|极客笔记

mempool_create函数功能描述：mempool_create( )函数的功能是创建一个新的内存池。

mempool_create文件包含

#include<linux/mempool.h>

mempool_create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：

mempool_t *mempool_create(int min_nr, mempool_alloc_t *alloc_fn, mempool_free_t *free_fn, void *pool_data)

mempool_create输入参数说明

min_nr：为内存池分配的最小内存成员数量。
alloc_fn：用户自定义内存分配函数。
free_fn：用户自定义内存释放函数。
pool_data：根据用户自定义内存分配函数所提供的可选私有数据，一般是缓存区指针。

mempool_create返回参数说明

mempool_create( )函数如果创建新的内存池成功，则返回内存池对象的指针，否则返回空。

其中内存池描述符mempool_t在文件linux-3.19.3/include/linux/mempool.h中定义：

typedef struct mempool_s {
    spinlock_t lock;              //用来保护对象字段的自旋锁
    int min_nr;                   //内存池中元素的最大个数
    int curr_nr;                  //当前内存池中元素的个数
    void **elements;            //指向一个数组的指针，该数组由指向保留元素的指针组成

    void *pool_data;             //池的拥有者可获得的私有数据
    mempool_alloc_t *alloc;      //分配一个元素的方法
    mempool_free_t *free;        //释放一个元素的方法
    wait_queue_head_t wait;       //当内存池为空时使用的等待队列
} mempool_t;

mempool_create实例解析

编写测试文件：mempool_create.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_create_init(void);
static void __exit mempool_create_exit(void);

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

模块初始化函数：

int __init mempool_create_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
        {
            printk("mempool_create successfully! min_nr = %d\n", pool->min_nr);
        }
    }
    return 0;
}

模块退出函数：

void __exit mempool_create_exit(void)
{
    if(pool ! = NULL)
    {
        mempool_destroy(pool);        //销毁创建的内存池
        printk("mempool_destroy succeed! \n");
    }
    if(kmem ! = NULL)
    {
        kmem_cache_destroy(kmem);     //销毁创建的slab缓存
        printk("kmem_cache_destroy succeed! \n");
    }
    printk("exit! \n");
}

模块初始化及退出函数调用：

module_init(mempool_create_init);
module_exit(mempool_create_exit);

实例运行结果及分析：

首先编译模块，执行命令insmod mempool_create.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_create

执行命令rmmod mempool_create.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_create

结果分析：

在该测试程序中，首先调用kmem_cache_create( )函数从系统缓存区cache_cache中获取长度为10000字节的缓存区大小的内存，作为my_cache使用的缓存区，然后基于该slab缓存创建一个内存池（slab缓存的创建的实现函数kmem_cache_create( )参考该函数的分析）。mempool_create( )函数是内存池创建函数，这里假设创建的内存池初始由5个元素，内存分配函数和释放函数分配选择mempool_alloc_slab( )和mempool_free_slab( )，调用该函数后由输出结果可知创建内存池成功，其返回的内存池描述符mempool_t的min_nr字段的值也是5。

最后模块退出时调用mempool_destroy( )销毁新创建的内存池，并且由kmem_cache_destroy( )销毁创建的slab缓存，参考极客笔记关于这两个函数的分析。