genalloc/genpool子系统¶

内核中有许多内存分配子系统，每一个都是针对特定的需求。然而，有时候，内核开发者需要为特定范围的特殊用途的内存实现一个新的分配器；通常这个内存位于某个设备上。该设备的驱动程序的作者当然可以写一个小的分配器来完成工作，但这是让内核充满几十个测试差劲的分配器的方法。早在2005年，Jes Sorensen从sym53c8xx_2驱动中提取了其中的一个分配器，并将其作为一个通用模块发布，用于创建特设的内存分配器。这段代码在2.6.13 版本中被合并；此后它被大大地修改了。

使用这个分配器的代码应该包括<linux/genalloc.h>。这个动作从创建一个池开始，使用一个:

该API在以下内核代码中:

lib/genalloc.c

对gen_pool_create()的调用将创建一个内存池。分配的粒度由min_alloc_order设置；它是一个log-base-2（以2为底的对数）的数字，就像页面分配器使用的数字一样，但它指的是字节而不是页面。因此，如果min_alloc_order被传递为3，那么所有的分配将是8字节的倍数。增加min_alloc_order可以减少跟踪池中内存所需的内存。nid参数指定哪一个NUMA节点应该被用于分配管家结构体；如果调用者不关心，它可以是-1。

“管理的”接口devm_gen_pool_create()将内存池与一个特定的设备联系起来。在其他方面，当给定的设备被销毁时，它将自动清理内存池。

一个内存池池被关闭的方法是:

该API在以下内核代码中:

lib/genalloc.c

值得注意的是，如果在给定的内存池中仍有未完成的分配，这个函数将采取相当极端的步骤，调用 BUG()，使整个系统崩溃。你已经被警告了。

一个新创建的内存池没有内存可以分配。在这种状态下，它是相当无用的，所以首要任务之一通常是向内存池里添加内存。这可以通过以下方式完成:

该API在以下内核代码中:

include/linux/genalloc.h

lib/genalloc.c

对gen_pool_add()的调用将把从地址（在内核的虚拟地址空间）开始的内存的大小字节放入给定的池中，再次使用nid作为节点ID进行辅助内存分配。gen_pool_add_virt()变体将显式物理地址与内存联系起来；只有在内存池被用于DMA分配时，这才是必要的。

从内存池中分配内存（并将其放回）的函数是:

该API在以下内核代码中:

include/linux/genalloc.h

lib/genalloc.c

正如人们所期望的，gen_pool_alloc()将从给定的池中分配size<字节。gen_pool_dma_alloc() 变量分配内存用于DMA操作，返回dma所指向的空间中的相关物理地址。这只有在内存是用 gen_pool_add_virt()添加的情况下才会起作用。请注意，这个函数偏离了genpool通常使用无符号长值来表示内核地址的模式；它返回一个void * 来代替。

这一切看起来都比较简单；事实上，一些开发者显然认为这太简单了。毕竟，上面的接口没有提供对分配函数如何选择返回哪块特定内存的控制。如果需要这样的控制，下面的函数将是有意义的:

该API在以下内核代码中:

lib/genalloc.c

使用gen_pool_alloc_algo()进行的分配指定了一种用于选择要分配的内存的算法；默认算法可以用gen_pool_set_algo()来设置。数据值被传递给算法；大多数算法会忽略它，但偶尔也会需要它。当然，人们可以写一个特殊用途的算法，但是已经有一套公平的算法可用了:

gen_pool_first_fit是一个简单的初配分配器；如果没有指定其他算法，这是默认算法。
gen_pool_first_fit_align强迫分配有一个特定的对齐方式（通过genpool_data_align结构中的数据传递）。
gen_pool_first_fit_order_align 按照大小的顺序排列分配。例如，一个60字节的分配将以64字节对齐。
gen_pool_best_fit，正如人们所期望的，是一个简单的最佳匹配分配器。
gen_pool_fixed_alloc在池中的一个特定偏移量（通过数据参数在genpool_data_fixed结构中传递）进行分配。如果指定的内存不可用，则分配失败。

还有一些其他的函数，主要是为了查询内存池中的可用空间或迭代内存块等目的。然而，大多数用户应该不需要以上描述的功能。如果幸运的话，对这个模块的广泛认识将有助于防止在未来编写特殊用途的内存分配器。

该API在以下内核代码中:

lib/genalloc.c