Linux内核模块实现内存池
一、编程接口
(1)kmem_cache_create():创建内存缓存。
(2)mempool_create():创建内存池。
(3)mempool_destroy():释放内存池。
(4)kmem_cache_destroy():释放内存缓存。
(5)函数 mempool_alloc(mempool_t *pool,gfp_t gfp_mask) 功能:直接从内存池当中分配一个内存元素。
void *p = mempool_alloc(pool,GFP_KERNEL);
(6)函数 page_address() 功能:获取物理页的逻辑地址。
二、mempool_t数据结构
typedef struct mempool_s {
spinlock_t lock;
int min_nr; /* nr of elements at *elements */
int curr_nr; /* Current nr of elements at *elements */
void **elements;//保留元素的指针数组
void *pool_data;//相关私有数据
mempool_alloc_t *alloc;
mempool_free_t *free;
wait_queue_head_t wait;//内存池为空时的等待队列
} mempool_t;
通过自旋锁保护对象字段。
三、代码示例
步骤:
- 定义初始化模块和退出模块函数。
- 定义kmem_cache、mempool_t全局变量。
- 在初始化模块函数调用kmem_cache_create和mempool_create函数,创建内存池。
- 退出模块调用mempool_destroy和kmem_cache_destroy释放内存。
- 模块初始化操作和退出函数调用module_init()和module_exit()。
- 其他的声明信息,比如许可协议、作者、模块功能描述等等。
/* 头文件和全局变量地声明*/
#include <linux/mm.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/mempool.h>
#include <linux/blkdev.h>
static int __init mempool_create_InitFunc(void);
static void __exit mempool_create_ExitFunc(void);
struct kmem_cache *pmycache = NULL;
static mempool_t *mypool=NULL;
#define MEMSIZE 10240
// 模块初始化函数
int __init mempool_create_InitFunc(void)
{
pmycache = kmem_cache_create("MyselfCache",10240,0, SLAB_HWCACHE_ALIGN, NULL);
if(NULL==pmycache)
{
printk("执行:kmem_cache_create(...)函数失败,请重新检查?\n");
}
else
{
printk("创建slab缓存成功!\n");
printk("MyselfCache Cache大小为: %d\n", kmem_cache_size(pmycache));
// 基于slab缓存创建6个初始元素的内存池
mypool=mempool_create(6, mempool_alloc_slab, mempool_free_slab, pmycache);
if(NULL == mypool)
{
printk("执行:mempool_create()函数失败,请重新检查?\n");
return 0;
}
else
{
printk("创建内存池成功!\n");
printk("内存池中元素最大个数,min_nr = %d\n", mypool->min_nr);
}
}
return 0;
}
// 模块退出函数
void __exit mempool_create_ExitFunc(void)
{
// 释放内存池
if(NULL != mypool)
{
mempool_destroy(mypool);
printk("执行:mempool_destroy()函数释放内存池成功!\n");
}
// 释放slab缓存
if(NULL != pmycache)
{
kmem_cache_destroy(pmycache);
printk("执行:kmem_cache_destroy()函数释放slab缓存成功!\n");
}
printk("内核模块退出成功!\n");
}
/* 模块初始化操作和退出函数调用 */
module_init(mempool_create_InitFunc);
module_exit(mempool_create_ExitFunc);
MODULE_LICENSE("GPL"); /* 描述模块代码接受的软件许可协议 */
MODULE_AUTHOR("Lion Long"); /* 描述模块的作者信息:包括作者姓名及邮箱等等 */
MODULE_DESCRIPTION(" kernel module : mempool_create/mempool_destroy"); /* 简要描述此模块用途及功能介绍*/
Makefile
obj-m:=mc.o
CURRENT_PAHT:=$(shell pwd)
LINUX_KERNEL:=$(shell uname -r)
LINUX_KERNEL_PATH:=/usr/src/linux-headers-$(LINUX_KERNEL)
all:
make -C $(LINUX_KERNEL_PATH) M=$(CURRENT_PAHT) modules
clean:
make -C $(LINUX_KERNEL_PATH) M=$(CURRENT_PAHT) cleals
小结
实际使用中可根据具体场景进行内存池创建和使用,内存池的使用调用mempool_alloc函数。