【武漢華嵌嵌入式培訓(xùn)】內(nèi)存分配函數(shù)用法小結(jié)

1、內(nèi)存分配函數(shù)用法小結(jié)作者：武漢華嵌嵌入式培訓(xùn)中心技術(shù)部一、用戶空間內(nèi)存分配：malloc、calloc、realloc1、malloc原型如下：extern void *malloc(unsigned int num_bytes);功能：分配長度為num_bytes字節(jié)塊。工作機(jī)制：malloc函數(shù)的實(shí)質(zhì)體現(xiàn)在，它有一個將可用的內(nèi)存塊連接為一個長長的列表的 所謂空閑鏈表。調(diào)用malloc函數(shù)時，它沿連接表尋找一個大到足以滿足用戶請 求所需要的內(nèi)存塊。然后，將該內(nèi)存塊一分為二(一塊的大小與用戶請求的大小 相等，另一塊的大小就是剩下的字節(jié))。接下來，將分配給用戶的那塊內(nèi)存?zhèn)鹘o 用戶，并將剩下的那塊

2、(如果有的話)返回到連接表上。2、calloc原型如下：void *calloc( un sig ned n,un sig ned size);功能：在內(nèi)存的動態(tài)存儲區(qū)中分配n個長度為size的連續(xù)空間3、realloc原型如下: exter n void *realloc(void *mem_address, un sig ned int n ewsize);功能：先按照newsize指定的大小分配空間，將原有數(shù)據(jù)從頭到尾拷貝到新分配的內(nèi)存 區(qū)域，而后釋放原來mem_address所指內(nèi)存區(qū)域，同時返回新分配的內(nèi)存區(qū)域的 首地址。即重新分配存儲器塊的地址。注意：malloc和calloc的區(qū)

3、別：calloc在動態(tài)分配完內(nèi)存后，自動初始化該內(nèi)存空間為零，而malloc不初始化, 里邊數(shù)據(jù)是隨機(jī)的垃圾數(shù)據(jù)。realloc 注意事項：a、realloc 失敗的時候，返回 NULLb、realloc失敗的時候，原來的內(nèi)存不改變，不會釋放也不會移動。c、 假如原來的內(nèi)存后面還有足夠多剩余內(nèi)存的話，realloc的內(nèi)存等于原 來的內(nèi)存加上剩余內(nèi)存，realloc 還是返回原來內(nèi)存的地址；假如原來的內(nèi)存后 面沒有足夠多剩余內(nèi)存的話，realloc將申請新的內(nèi)存，然后把原來的內(nèi)存數(shù)據(jù) 拷貝到新內(nèi)存里，原來的內(nèi)存將被free掉,realloc 返回新內(nèi)存的地址。d、如果size為0，效果等同于fr

4、ee()。e、傳遞給realloc 的指針必須是先前通過malloc(), calloc(), 或 realloc()分配的。f、傳遞給realloc 的指針可以為空，等同于 malloc 。以上三者的事例代碼如下：#i nclude <stdio.h>#i nclude <malloc.h>#include <string.h>int main()/最好每次內(nèi)存申請都檢查申請是否成功/下面這段僅僅作為演示的代碼沒有檢查char *pt1;char *pt2;char *pt3;pt1 = (char *)malloc(sizeof(char)*10);pr

5、in tf("pt1 = %pn", pt1);/以下可能會輸出亂碼，說明malloc分配的空間沒有被初始化為0prin tf("%sn", pt1);scan f("%s", pt1);pt2 = (char *)calloc(10 ，sizeof(char);prin tf("pt2 = %pn", pt2);/以下輸出為空，說明calloc分配的空間被初始化為0prin tf("%sn", pt2);pt3 = (char *)realloc(pt1, sizeof(char)*20);

6、prin tf("pt3 = %pn", pt3);/以下輸出pt1中原先的內(nèi)容。prin tf("%sn", pt3);/以下是釋放申請的內(nèi)存空間free(pt2);free(pt3);return 0;、內(nèi)核空間內(nèi)存分配：kmalloc、vmalloc對于提供了 MM(存儲管理器，輔助操作系統(tǒng)進(jìn)行內(nèi)存管理，提 供虛實(shí)地址轉(zhuǎn)換等硬件支持)的處理器而言，Linux提供了復(fù)雜的存儲管理系統(tǒng)， 使得進(jìn)程所能訪問的內(nèi)存達(dá)到 4GB進(jìn)程的4GB內(nèi)存空間被人為的分為兩個部分-用戶空間與內(nèi)核空間。用戶空間地 址分布從 0 到 3GB(PAGE_OFFSE在 0x86

7、 中它等于 OxCOOOOOOO), 3GB到 4GB為 內(nèi)核空間。從前面的介紹已經(jīng)看出，這兩個函數(shù)所分配的內(nèi)存都處于內(nèi)核空間，即從3GB-4GB但位置不同，kmalloc()分配的內(nèi)存處于3GLhigh_memory之間，這一段 內(nèi)核空間與物理內(nèi)存的映射對應(yīng)，而 vmalloc()分配的內(nèi)存在vmalloc_start4GB之間，這一段連續(xù)內(nèi)存區(qū)映射到物理內(nèi)存也可能是非連續(xù) 的。vmalloc()工作方式與kmalloc()類似，其主要差別在于前者分配的物理地 址無需連續(xù)，而后者確保頁在物理上是連續(xù)的(虛地址自然也是連續(xù)的)。盡管僅僅在某些情況下才需要物理上連續(xù)的內(nèi)存塊，但是，很多內(nèi)核代碼都

8、調(diào)用kmalloc()，而不是用vmalloc()獲得內(nèi)存。這主要是出于性能的考慮。vmalloc() 函數(shù)為了把物理上不連續(xù)的頁面轉(zhuǎn)換為虛擬地址空間上連續(xù)的頁，必須專門建立頁表項。還有，通過vmalloc()獲得的頁必須一個一個的進(jìn)行映射(因?yàn)樗鼈兾?理上不是連續(xù)的)，這就會導(dǎo)致比直接內(nèi)存映射大得多的緩沖區(qū)刷新。因?yàn)檫@些原因，vmalloc()僅在絕對必要時才會使用一一典型的就是為了獲得大塊內(nèi)存時， 例如，當(dāng)模塊被動態(tài)插入到內(nèi)核中時，就把模塊裝載到由vmalloc()分配的內(nèi)存上。kamlloc函數(shù)原型：#i ncludevli nu x/slab.h> void *kmalloc(s

9、ize_t size, int flags);(1)第一個參數(shù)是要分配的塊的大小第二個參數(shù)是分配標(biāo)志(flags )，他提供了多種kmalloc的行為vamlloc函數(shù)原型:#i nclude <li nu x/vmalloc.h>void *vmalloc( un sig ned long size);(1)第一個參數(shù)是要分配的塊的大小我們用下面的程序來演示kmalloc和vmalloc的區(qū)別:#i nclude <li nu x/module.h>#i nclude <li nu x/slab.h>#i nclude <li nu x/vmallo

10、c.h>MODULE_LICENSE("GPL");un sig ned char *kmallocmem;un sig ned char *vmallocmem;int _init mem_module_i nit(void)/最好每次內(nèi)存申請都檢查申請是否成功/下面這段僅僅作為演示的代碼沒有檢查kmallocmem = (un sig ned char*)kmalloc(100, 0); prin tk("<1>kmallocmem addr=%x", kmallocmem); vmallocmem = (un sig ned ch

11、ar*)vmalloc(1000000); prin tk("<1>vmallocmem addr=%x", vmallocmem); return 0;void _exit mem_module_exit(void)kfree(kmallocmem);vfree(vmallocmem);modulenit(mem_module_i nit);module_exit(mem_module_exit);總結(jié)：a、kmalloc和vmalloc分配的是內(nèi)核的內(nèi)存,malloc 分配的是用戶的內(nèi)存。b、 kmalloc保證分配的內(nèi)存在物理上是連續(xù)的，kmalloc()

12、 分配的內(nèi)存在OxBFFFFFFQOxFFFFFFF以上的內(nèi)存中，driver 一般是用它來完成對 DS的分配, 更適合于類似設(shè)備驅(qū)動的程序來使用。c、 vmalloc保證的是在虛擬地址空間上的連續(xù)，vmalloc()則是位于物理地址非 連續(xù)，虛地址連續(xù)區(qū)，起始位置由 VMALLOL_START決定，一般作為交換區(qū)、模 塊的分配。d、 kmalloc能分配的大小有限,vmalloc 和malloc能分配的大小相對較大(因?yàn)?vmalloc還可以處理交換空間)。e、 內(nèi)存只有在要被DMA&問的時候才需要物理上連續(xù)，vmalloc比kmalloc要 慢。f、vmalloc使用的正確場合是分配一大塊，連續(xù)的，只在軟件中存在的，用于 緩沖的內(nèi)存區(qū)域。不能在微處理器之外使用。g、 vmal