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Note

如果您发现本文档与原始文件有任何不同或者有翻译问题，请联系该文件的译者， 或者请求时奎亮的帮助：<alexs@kernel.org>。

Original:

The genalloc/genpool subsystem

翻译:

司延腾 Yanteng Si <siyanteng@loongson.cn>

校译:

时奎亮 <alexs@kernel.org>

genalloc/genpool子系统

内核中有许多内存分配子系统，每一个都是针对特定的需求。然而，有时候，内核开发者需 要为特定范围的特殊用途的内存实现一个新的分配器；通常这个内存位于某个设备上。该设 备的驱动程序的作者当然可以写一个小的分配器来完成工作，但这是让内核充满几十个测试 差劲的分配器的方法。早在2005年，Jes Sorensen从sym53c8xx_2驱动中提取了其中的一 个分配器，并将其作为一个通用模块发布，用于创建特设的内存分配器。这段代码在2.6.13 版本中被合并；此后它被大大地修改了。

使用这个分配器的代码应该包括<linux/genalloc.h>。这个动作从创建一个池开始，使用 一个:

该API在以下内核代码中:

lib/genalloc.c

对gen_pool_create()的调用将创建一个内存池。分配的粒度由min_alloc_order设置；它 是一个log-base-2（以2为底的对数）的数字，就像页面分配器使用的数字一样，但它指的是 字节而不是页面。因此，如果min_alloc_order被传递为3，那么所有的分配将是8字节的倍数。 增加min_alloc_order可以减少跟踪池中内存所需的内存。nid参数指定哪一个NUMA节点应该被 用于分配管家结构体；如果调用者不关心，它可以是-1。

“管理的”接口devm_gen_pool_create()将内存池与一个特定的设备联系起来。在其他方面， 当给定的设备被销毁时，它将自动清理内存池。

一个内存池池被关闭的方法是:

该API在以下内核代码中:

lib/genalloc.c

值得注意的是，如果在给定的内存池中仍有未完成的分配，这个函数将采取相当极端的步骤，调用 BUG()，使整个系统崩溃。你已经被警告了。

一个新创建的内存池没有内存可以分配。在这种状态下，它是相当无用的，所以首要任务之一通常 是向内存池里添加内存。这可以通过以下方式完成:

该API在以下内核代码中:

include/linux/genalloc.h

lib/genalloc.c

对gen_pool_add()的调用将把从地址（在内核的虚拟地址空间）开始的内存的大小字节放入 给定的池中，再次使用nid作为节点ID进行辅助内存分配。gen_pool_add_virt()变体将显式 物理地址与内存联系起来；只有在内存池被用于DMA分配时，这才是必要的。

从内存池中分配内存（并将其放回）的函数是:

该API在以下内核代码中:

include/linux/genalloc.h

lib/genalloc.c

正如人们所期望的，gen_pool_alloc()将从给定的池中分配size<字节。gen_pool_dma_alloc() 变量分配内存用于DMA操作，返回dma所指向的空间中的相关物理地址。这只有在内存是用 gen_pool_add_virt()添加的情况下才会起作用。请注意，这个函数偏离了genpool通常使用 无符号长值来表示内核地址的模式；它返回一个void * 来代替。

这一切看起来都比较简单；事实上，一些开发者显然认为这太简单了。毕竟，上面的接口没有提 供对分配函数如何选择返回哪块特定内存的控制。如果需要这样的控制，下面的函数将是有意义 的:

该API在以下内核代码中:

lib/genalloc.c

使用gen_pool_alloc_algo()进行的分配指定了一种用于选择要分配的内存的算法；默认算法可 以用gen_pool_set_algo()来设置。数据值被传递给算法；大多数算法会忽略它，但偶尔也会需 要它。当然，人们可以写一个特殊用途的算法，但是已经有一套公平的算法可用了:

  • gen_pool_first_fit是一个简单的初配分配器；如果没有指定其他算法，这是默认算法。

  • gen_pool_first_fit_align强迫分配有一个特定的对齐方式（通过genpool_data_align结 构中的数据传递）。

  • gen_pool_first_fit_order_align 按照大小的顺序排列分配。例如，一个60字节的分配将 以64字节对齐。

  • gen_pool_best_fit，正如人们所期望的，是一个简单的最佳匹配分配器。

  • gen_pool_fixed_alloc在池中的一个特定偏移量（通过数据参数在genpool_data_fixed结 构中传递）进行分配。如果指定的内存不可用，则分配失败。

还有一些其他的函数，主要是为了查询内存池中的可用空间或迭代内存块等目的。然而，大多数 用户应该不需要以上描述的功能。如果幸运的话，对这个模块的广泛认识将有助于防止在未来编 写特殊用途的内存分配器。

该API在以下内核代码中:

lib/genalloc.c