mm-api.md

(_core_mm_api)=

内存管理API

SLAB内存池

SLAB内存池提供小内存对象的分配功能。

void *kmalloc(unsigned long size, gfp_t gfp)

  获取小块的内存。

描述

  kmalloc用于获取那些小于2M内存页大小的内存对象。可分配的内存对象大小为32bytes~1MBytes. 且分配的内存块大小、起始地址按照2的n次幂进行对齐。（比如，申请的是80bytes的内存空间，那么获得的内存对象大小为128bytes且内存地址按照128bytes对齐）

参数

size

  内存对象的大小

gfp

  标志位

void *kzalloc(unsigned long size, gfp_t gfp)

描述

  获取小块的内存，并将其清零。其余功能与kmalloc相同。

参数

size

  内存对象的大小

gfp

  标志位

unsigned long kfree(void *address)

  释放从slab分配的内存。

描述

  该函数用于释放通过kmalloc申请的内存。如果address为NULL，则函数被调用后，无事发生。

  请不要通过这个函数释放那些不是从kmalloc()或kzalloc()申请的内存，否则将会导致系统崩溃。

参数

address

  指向内存对象的起始地址的指针

物理页管理

DragonOS支持对物理页的直接操作

struct Page *alloc_pages(unsigned int zone_select, int num, ul flags)

描述

  从物理页管理单元中申请一段连续的物理页

参数

zone_select

  要申请的物理页所位于的内存区域

可选值：

• ZONE_DMA DMA映射专用区域
• ZONE_NORMAL 正常的物理内存区域，已在页表高地址处映射
• ZONE_UNMAPPED_IN_PGT 尚未在页表中映射的区域

num

  要申请的连续物理页的数目，该值应当小于64

flags

  分配的页面要被设置成的属性

可选值：

• PAGE_PGT_MAPPED 页面在页表中已被映射
• PAGE_KERNEL_INIT 内核初始化所占用的页
• PAGE_DEVICE 设备MMIO映射的内存
• PAGE_KERNEL 内核层页
• PAGE_SHARED 共享页

返回值

成功

  成功申请则返回指向起始页面的Page结构体的指针

失败

  当ZONE错误或内存不足时，返回NULL

void free_pages(struct Page *page, int number)

描述

  从物理页管理单元中释放一段连续的物理页。

参数

page

  要释放的第一个物理页的Page结构体

number

  要释放的连续内存页的数量。该值应小于64

页表管理

int mm_map_phys_addr(ul virt_addr_start, ul phys_addr_start, ul length, ul flags, bool use4k)

描述

  将一段物理地址映射到当前页表的指定虚拟地址处

参数

virt_addr_start

  虚拟地址的起始地址

phys_addr_start

  物理地址的起始地址

length

  要映射的地址空间的长度

flags

  页表项的属性

use4k

  使用4级页表，将地址区域映射为若干4K页

int mm_map_proc_page_table(ul proc_page_table_addr, bool is_phys, ul virt_addr_start, ul phys_addr_start, ul length, ul flags, bool user, bool flush, bool use4k)

描述

  将一段物理地址映射到指定页表的指定虚拟地址处

参数

proc_page_table_addr

  指定的顶层页表的起始地址

is_phys

  该顶层页表地址是否为物理地址

virt_addr_start

  虚拟地址的起始地址

phys_addr_start

  物理地址的起始地址

length

  要映射的地址空间的长度

flags

  页表项的属性

user

  页面是否为用户态可访问

flush

  完成映射后，是否刷新TLB

use4k

  使用4级页表，将地址区域映射为若干4K页

返回值

• 映射成功：0
• 映射失败：-EFAULT

void mm_unmap_proc_table(ul proc_page_table_addr, bool is_phys, ul virt_addr_start, ul length)

描述

  取消给定页表中的指定地址空间的页表项映射。

参数

proc_page_table_addr

  指定的顶层页表的基地址

is_phys

  该顶层页表地址是否为物理地址

virt_addr_start

  虚拟地址的起始地址

length

  要取消映射的地址空间的长度

mm_unmap_addr(virt_addr, length)

描述

  该宏定义用于取消当前进程的页表中的指定地址空间的页表项映射。

参数

virt_addr

  虚拟地址的起始地址

length

  要取消映射的地址空间的长度

内存信息获取

struct mm_stat_t mm_stat()

描述

  获取计算机目前的内存空间使用情况

参数

无

返回值

  返回值是一个mm_mstat_t结构体，该结构体定义于mm/mm.h中。其中包含了以下信息（单位均为字节）：

参数名	解释
total	计算机的总内存数量大小
used	已使用的内存大小
free	空闲物理页所占的内存大小
shared	共享的内存大小
cache_used	位于slab缓冲区中的已使用的内存大小
cache_free	位于slab缓冲区中的空闲的内存大小
available	系统总空闲内存大小（包括kmalloc缓冲区）