内核中的malloc答案

【问题标题】：malloc in kernel内核中的malloc
【发布时间】：2010-05-22 14:22:24
【问题描述】：

当我尝试在内核模块中使用malloc 时，我从编译器收到一条错误消息。我的代码：

res=(ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));

编译器错误信息是：

/root/ex3/ex3mod.c:491: error: implicit declaration of function ‘malloc’

我该怎么办？

【问题讨论】：

换句话说，我们都知道#include 在内核中不存在，我应该包含什么？

标签： linux unix linux-kernel

【解决方案1】：

请改用kmalloc 或vmalloc（另请参阅this）

【讨论】：

或vmalloc()。内存分配在内核中的工作方式不同。
这些链接已失效；为什么仅链接答案是一个坏主意的完美示例。这个答案在谷歌搜索“我可以在内核模块中使用 malloc 吗？”的顶部。

【解决方案2】：

注意两种分配方式的区别——kmalloc和kmem_cache，或者vmalloc：

kmalloc：最适合用于小于一页的快速分配（PAGE_SIZE，在大多数架构上为 0x1000）。它不涉及内存映射，因此您可以直接从内核的 1:1 物理内存映射中获取内存。你会得到物理上的偶然记忆。请注意，如果您想分配超过一页（即 order > 0），则可能会遇到外部碎片问题 - 即即使有足够的空闲，调用也可能会失败。高阶 - 分配失败的可能性更高，正常运行时间也是一个因素。

如果您想获得最大的分配效率，那么为每种类型的结构使用您自己的 kmem_cache 是可行的方法（此策略的其他好处是能够从 /proc 和更容易发现内存泄漏）。

vmalloc: 多于一页的分配。您在内核空间中获得映射内存。在幕后，它类似于用户空间所获得的 - 内核分配一堆页面并将它们映射到虚拟地址空间中。这种分配比kmalloc 的要慢，并且内存访问可能会产生更多开销。

【讨论】：

【解决方案3】：

您不能在内核中使用库。什么都没有。

这意味着您在内核中调用的任何函数都需要在内核中定义。 Linux 没有定义 malloc，因此您不能使用它。

有一个内存分配器和一系列内存分配函数。阅读有关内存分配器的内核文档以获取更多信息。

顺便说一句，内核定义的一些函数也在标准 C 库中；这是为了方便。

例如，它确实定义了snprintf

【讨论】：

【解决方案4】：

使用 kmalloc/kfree。您可以在内核源代码中grep malloc。

【讨论】：

【解决方案5】：

你可以把它想象成一个三步过程：

用户空间库 - malloc()
系统调用 - brk()
内核内部 - 内存管理器的 kmalloc/vmalloc/gfp 等例程

因此，如果您已经在第 3 步，编写内核模块，那么返回没有意义。所以你只需要使用内核例程来分配内存。

【讨论】：

【解决方案6】：

确实，您应该使用 kmalloc 和朋友，查看 linux 内核以获取示例。例如。： http://lxr.linux.no/linux+v3.0/drivers/infiniband/hw/mthca/mthca_provider.c#L1033

【讨论】：