Vmalloc и vfree
Одним из интересных аспектов программирования ядра является необходимость обходиться без многих вспомогательных функций, которые прикладные программисты обычно считают само собой разумеющимися, например, без функций malloc и free библиотеки С, которые основаны на примитиве brk ядра.
Автор допускает, что код ядра можно было бы пересмотреть для увязки со стандартной библиотекой С и использования ее функций malloc и free, но конечный результат стал бы и неуклюжим, и медленным— предполагается, что вызов этих функций происходит в режиме пользователя, поэтому ядру для их вызова приходилось бы переключаться в режим пользователя, а этим функциям затем пришлось бы выполнять противоположную задачу и направлять прерывания в ядро, которому пришлось бы как-то следить за тем, что происходит, и т.д. Для того, чтобы можно было обойтись без всех этих сложностей, в ядро включены его собственные версии многих знакомых функций, в том числе функций malloc и free.
И действительно, в ядре предусмотрены две отдельные пары функций, аналогичные malloc и free. Первая пара, kmalloc и kfree, управляет памятью, которая была распределена в самом сегменте ядра — фрагментами реальной, физической памяти, чьи фактические адреса известны. Вторая пара, vmalloc и vfree, распределяет и освобождает виртуальную память для нужд ядра. Память, возвращенная функцией kmalloc, лучше приспособлена для таких целей, как размещение драйверов устройств, поскольку они всегда присутствуют в физической памяти и, вместе с тем, занимают физически непрерывный участок. Однако функция kmalloc пользуется намного более ограниченными ресурсами, чем vmalloc, поскольку vmalloc может получать место в пространстве свопинга.
Функции vmalloc и vfree частично реализованы по принципам kmalloc и kfree, поскольку им нужно немного невыгружаемой памяти для ведения учета. Функции kmalloc и kfree, с другой стороны, реализованы на основе __get_free_pages, free_pages и других функций нижнего уровня для манипулирования страницами памяти.
Автор здесь не рассматривает kmalloc и kfree, но этот код включен для вашего пользования (см. соответственно, строки и ). Вместо этого, ограничимся рассмотрением более интересных функций vmalloc и vfree.
