Linux高端內存管理之非連續內存區（分配和釋放）

前面總結了非連續內存區域的內核描述，接著看看他的分配和釋放。

相關閱讀：

http://www.linuxidc.com/Linux/2012-02/53457.htm

http://www.linuxidc.com/Linux/2012-02/53458.htm

http://www.linuxidc.com/Linux/2012-02/53459.htm

http://www.linuxidc.com/Linux/2012-02/53460.htm

一、非連續內存區的分配

不管是vmalloc()還是vmalloc_32()等系列的分配函數最後都會調用__vmalloc_node()函數實現，直接看這個函數的實現。

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1. * __vmalloc_node - allocate virtually contiguous memory
2. * @size: allocation size
3. * @align: desired alignment
4. * @gfp_mask: flags for the page level allocator
5. * @prot: protection mask for the allocated pages
6. * @node: node to use for allocation or -1
7. * @caller: caller's return address
8. *
9. * Allocate enough pages to cover @size from the page level
10. * allocator with @gfp_mask flags. Map them into contiguous
11. * kernel virtual space, using a pagetable protection of @prot.
12. */
13. static void *__vmalloc_node(unsigned long size, unsigned long align,
14. gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot,
15. int node, void *caller)
16. {
17. struct vm_struct *area;
18. void *addr;
19. unsigned long real_size = size;
21. size = PAGE_ALIGN(size);
22. if (!size || (size >> PAGE_SHIFT) > totalram_pages)
23. return NULL;
24. /*分配相關的結構並對其初始化，在前面介紹過了*/
25. area = __get_vm_area_node(size, align, VM_ALLOC, VMALLOC_START,
26. VMALLOC_END, node, gfp_mask, caller);
28. if (!area)
29. return NULL;
30. /*分配物理空間，建立頁表映射*/
31. addr = __vmalloc_area_node(area, gfp_mask, prot, node, caller);
33. /*
34. * A ref_count = 3 is needed because the vm_struct and vmap_area
35. * structures allocated in the __get_vm_area_node() function contain
36. * references to the virtual address of the vmalloc'ed block.
37. */
38. /*調試用*/
39. kmemleak_alloc(addr, real_size, 3, gfp_mask);
41. return addr;
42. }

1. struct page **pages;
2. unsigned int nr_pages, array_size, i;
3. /*需要減去一個頁面，因為在分配結構的時候指定了多一個頁面*/
4. nr_pages = (area->size - PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
5. /*頁面指針所占空間大小*/
6. array_size = (nr_pages * sizeof(struct page *));
8. area->nr_pages = nr_pages;
9. /* Please note that the recursion is strictly bounded. */
10. if (array_size > PAGE_SIZE) {/*如果頁面指針空間大於一個頁面時，這個空間用非連續內存分配*/
11. pages = __vmalloc_node(array_size, 1, gfp_mask | __GFP_ZERO,
12. PAGE_KERNEL, node, caller);
13. area->flags |= VM_VPAGES;
14. } else {/*如果頁面指針空間所占大小��於一個頁面時，用slab機制分配這個空間*/
15. pages = kmalloc_node(array_size,
16. (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) | __GFP_ZERO,
17. node);
18. }
19. /*初始化area結構*/
20. area->pages = pages;
21. area->caller = caller;
22. if (!area->pages) {
23. remove_vm_area(area->addr);
24. kfree(area);
25. return NULL;
26. }
27. /*對每個頁面調用分配函數分配物理空間，
28. 也就是每次分配一個頁面*/
29. for (i = 0; i < area->nr_pages; i++) {
30. struct page *page;
32. if (node < 0)/*分配物理頁面空間*/
33. page = alloc_page(gfp_mask);
34. else
35. page = alloc_pages_node(node, gfp_mask, 0);
37. if (unlikely(!page)) {
38. /* Successfully allocated i pages, free them in __vunmap() */
39. area->nr_pages = i;
40. goto fail;
41. }
42. area->pages[i] = page;/*初始化area中page數組*/
43. }
44. /*因為非連續區間沒有建立頁表機制，在這裡需要建立他*/
45. if (map_vm_area(area, prot, &pages))
46. goto fail;
47. return area->addr;/*返回線性地址*/
49. fail:
50. vfree(area->addr);
51. return NULL;
52. }

其中map_vm_area()建立頁表映射機制的實現就是依次對pgd、pud、pmd、pte的設置。