Linux怎样申请大块内核内存?

封面图 • 2025-05-04 • Linux

在 Linux 内核中，申请大块内存通常使用 `vmalloc` 或 `kmalloc` 函数。具体选择哪种方法取决于你的需求：

1. **`vmalloc`**:
   - 用于申请虚拟内存地址空间，适合申请大块内存（通常是几 MB 或更大）。
   - `vmalloc` 分配的内存是线性虚拟地址，但实际物理内存可能是非连续的。
   - 使用场景：当你需要分配较大块的内存时，可以使用 `vmalloc`。

2. **`kmalloc`**:
   - 用于申请较小块的内存（通常小于 128KB），并且要求物理内存是连续的。
   - 如果你需要物理上连续的内存（例如，与硬件设备共享内存），则应该使用 `kmalloc`。

### 示例代码

#### 使用 `vmalloc`
```c
#include <linux/vmalloc.h>
#include <linux/module.h>

static int __init my_module_init(void)
{
    void *buffer;

// 分配 4MB 的虚拟内存
    buffer = vmalloc(4 * 1024 * 1024);
    if (!buffer) {
        pr_err("Failed to allocate memory\n");
        return -ENOMEM;
    }

pr_info("Memory allocated at: %p\n", buffer);

// 使用完毕后释放
    vfree(buffer);

return 0;
}

static void __exit my_module_exit(void)
{
    pr_info("Module unloaded\n");
}

module_init(my_module_init);
module_exit(my_module_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
```

#### 使用 `kmalloc`
```c
#include <linux/slab.h>
#include <linux/module.h>

static int __init my_module_init(void)
{
    void *buffer;

// 分配 4MB 的物理连续内存
    buffer = kmalloc(4 * 1024 * 1024, GFP_KERNEL);
    if (!buffer) {
        pr_err("Failed to allocate memory\n");
        return -ENOMEM;
    }

pr_info("Memory allocated at: %p\n", buffer);

// 使用完毕后释放
    kfree(buffer);

return 0;
}

static void __exit my_module_exit(void)
{
    pr_info("Module unloaded\n");
}

module_init(my_module_init);
module_exit(my_module_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
```

### 注意事项
- **物理连续性**: 如果你需要分配的内存必须是物理连续的（例如用于 DMA 操作），请使用 `kmalloc` 或 `get_zeroed_page` 等函数。
- **虚拟内存**: 如果你只需要虚拟内存地址空间，而不要求物理内存连续，则可以使用 `vmalloc`。
- **释放内存**: 记得在使用完内存后及时释放，避免内存泄漏。

### 总结
- 小于 128KB 的内存分配使用 `kmalloc`。
- 大于 128KB 的内存分配使用 `vmalloc`。