07 页分配器接口：alloc_pages Linux 内存管理 宅学部落（学习笔记）

伙伴系统分配内存的接口（include/gfp.h）

具体函数如下：

struct page *alloc_pages(gfp_t gfp, unsigned int order);

#define alloc_page(gfp_mask) alloc_pages(gfp_mask, 0)

extern unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order);

#define __get_free_page(gfp_mask) __get_free_pages((gfp_mask), 0)

extern void __free_pages(struct page *page, unsigned int order);

extern void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order);

#define __free_page(page) __free_pages((page), 0)

#define free_page(addr) free_pages((addr), 0)

struct page *alloc_pages(gfp_t gfp, unsigned int order);

gfp：

这些函数用于动态请求指针对齐的内存块，类似用户空间中的malloc和free，但
:c:func:kmalloc() 需要额外的标志词。重要的值：

GFP_KERNEL
可以睡眠和交换以释放内存。只允许在用户上下文中使用，但这是分配内存最可靠
的方法。

GFP_ATOMIC
不会睡眠。较 GFP_KERNEL 更不可靠，但可以从中断上下文调用。你 应该
有一个很好的内存不足错误处理策略。

GFP_DMA
分配低于16MB的ISA DMA。如果你不知道那是什么，那你就不需要了。非常不可靠。

如果您看到一个从无效上下文警告消息调用的睡眠的函数，那么您可能在没有
GFP_ATOMIC 的情况下从中断上下文调用了一个睡眠的分配函数。你必须立即修复，快点！

order： 0到MAX_ORDER-1,0代表4K ，1代表 8K，2代表2的2次方式4*4K 16K，以此类推

通过申请内存的接口从伙伴系统（4K-4M空间的内存分配）中空闲的内存块上取出合适的内存，返回给用户使用。

mmzone.h

代码示例

#include
#include
#include
#include
MODULE_LICENSE("GPL");


struct page * page;
unsigned long int vir_adr;
static   int init_hello(void)
{
    page = alloc_pages(GFP_KERNEL,1);
    printk("page frame no: %lx n",page_to_pfn(page));
    printk("physical addr: %x n",page_to_phys(page));
    printk("virtual addr: %lx n",(unsigned int)page_address(page));
    vir_adr = (unsigned long)page_to_virt(page);
    printk("virtual addr: %lx n",vir_adr);
    printk("init hellon");
    return 0;
}

static  void exit_hello(void)
{
    free_pages(vir_adr,1);
    printk("exit hellon");
}

module_init(init_hello);
module_exit(exit_hello);

代码运行结果

• 注意事项：
  void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order);中addr代表的是虚拟地址，不是物理地址

Q&A

Linux代码基于：linux-6.5.2

代码运行结果基于：linux-headers-5.4.0-100-generic（Ununtu）