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_DMADMA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） |