linux中内存的分配和回收

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1、一。系统启动时的内存操作二。伙伴算法三。slab分配器四。slob分配器五。slub分配器六。kmalloc和kfree七。vmalloc和vfree八。glibc中的malloc和free九。参考资料一。[[Anchor(NBE1)]]系统启动时的内存操作1。pg0的位置和尺寸当系统刚刚启动时，在分页功能未打开前，线性地址和物理地址是一一对应的。刚开启分页功能时，pg0的内存地址是在编译内核时定义好的，见archi386kernelvmlinux.lsd.S，大小为4096字节，启始地址紧跟内核在内存中物理地址。由于内核保护模式代码启始位置为0x100000，所以pg

2、0地址=0x100000+内核保护模式代码尺寸。对pg0的操作主要是开启分页机制时填写页面描述表信息，上一节在第一次页寻址设置中已经详细介绍。2。内存位图的内存操作内存位图是系统设置区域和页面管理前的内存使用状态表。2.1内存位图的位置和尺寸位图contig_page_data.bdata->node_bootmem_map的起始地址跟在init_pg_tables_end的后面。大小等于所有物理页面数除以32，即每一位代表一个页面。首先我们看文件arch/i386/kernel/setup.c中的setup_memory函数min_low_pfn=PFN_UP(init_p

3、g_tables_end);然后看同样文件中的函数setup_bootmem_allocatorbootmap_size=init_bootmem(min_low_pfn,max_low_pfn);在init_bootmem中min_low_pfn是init_pg_tables_end的页框号最终在函数init_bootmem_core中我们看到bdata->node_bootmem_map=phys_to_virt(PFN_PHYS(mapstart));其中mapstart就是min_low_pfn；bdata就是NODE_DATA(0)，也就是contig_page_d

4、ata.bdata所以contig_page_data.bdata->node_bootmem_map就是init_pg_tables_end指向地址我们前面已经介绍init_pg_tables_end的实际位置和内核大小有关init_pg_tables_end=内核保护模式代码启始地址(0x100000)+内核保护模式代码尺寸+pg0的1024个4字节页面描述符号+保证第一次分页设置的页表尺寸(一般还需要若干1024个4字节的页面描述符号，由内核尺寸决定)+描述1G内存的位图尺寸128K字节+描述1G内存的页表空间(1024*4096字节)+间隔空间(4*4096字节)可以

5、看出如果内核尺寸在4M左右，描述1G内存也需要大量页表空间(4M)，这样第一次分页设置实际上就至少需要3个页表的页描述符。2.2内存位图的释放在设置了区域和页面管理以后，内存位图就不需要了。释放内存位图的内存时，使用了函数free_pages_bootmem。首先见启动过程中的mem_init()函数，这是在设置了区域和页面管理后执行的。我们看其中的free_all_bootmem()调用，在free_all_bootmem_core中将bdata->node_bootmem_map的对应页面结构逐个调用free_pages_bootmem。在free_pages_bootm

6、em中首先清除了页面结构的PG_reserved标记，然后设置页面使用记数count为1，最后调用free_page(下面会详细描述)。3。pte的内存分配设置页表时，pte的内存分配使用了函数alloc_bootmem_low_pages，由于此时区域页面管理还未开始使用，使用的都是内存位图搜索。在one_page_table_init中使用alloc_bootmem_low_pages为页表分配内存，大小为一个页面4096字节。见mm/bootmem.c中的alloc_bootmem_low函数，最后还是使用了alloc_bootmem_core，其中分配大小为PAGE_

7、SIZE(实际上就是一个页面)，对齐为PAGE_SIZE，启始搜寻地址为0，界限为ARCH_LOW_ADDRESS_LIMIT。首先如果设置了启始搜寻地址，则从启始搜寻地址开始向上找。使用find_next_zero_bit查找bdata->node_bootmem_map从搜寻地址开始的第一个未分配页面(test_bit(i,bdata->node_bootmem_map)，i为页面位)，然后检查接下来的连续申请页面是否都为空余页面。在one_page_table_init中只需要申请一个页面。找到申