Linux设备驱动程序 之 内存池

内核中有些地方的内存分配是不允许失败的，为了确保这种情况下的成功分配，内核开发者建立了一种称为内存池的抽象；内存池其实就是某种形式的后备高速缓存，它试图始终保存空闲的内存，以便在紧急状态下使用；

mempool会分配一些内存块，空闲且不会真的得到使用；因此，使用mempool很容易浪费大量内存；几乎在索欧情况下，最好不使用mempool而是处理可能的分配失败；而如果系统分配内存失败会导致对系统的一致性破坏，为了应对这种情况，则应该使用mempool；

内存池对象的类型为mempool_t，在<linux/mempool.h>中定义；

创建

函数mempool_create用于创建内存池对象；

 mempool_t *mempool_create(int min_nr, mempool_alloc_t *alloc_fn,
                 mempool_free_t *free_fn, void *pool_data)

min_nr参数标识的是内存池应始终保持的已分配对象的最少数目；对象的实际分配和释放由alloc_fn和free_fn函数处理，原型如下：

 typedef void * (mempool_alloc_t)(gfp_t gfp_mask, void *pool_data);
 typedef void (mempool_free_t)(void *element, void *pool_data);

mempool_create的最后一个参数，即pool_data，被传入alloc_fn和free_fn；

如有必要，我们可以为mempool编写特定用途的函数来处理内存分配；但是，通常我们仅会让内核的slab分配器为我们处理这个任务；内核中有两个函数mempool_alloc_slab和mempool_free_slab和mempool_free_slab，它们的原型和上述内存池分配的原型匹配，并利用kmeme_cache_alloc和kmem_cache_free处理内存分配和释放；

构造内存池的代码通常如下：

 cache = kmem_cache_careate(...);
 pool = mempool_create(MY_POOL_MININUM,mempool_alloc_slab,mempool_free_slab,cache);

分配

在建立了内存池之后，可使用下面函数分配对象：

 void *mempool_alloc(mempool_t *pool, gfp_t gfp_mask)

在创建mempool时，就会多次调用分配函数为预先分配的对象创建内存池；之后，对mempool_alloc的调用将首先通过分配函数获得该对象；如果分配失败，就会返回预先分配的对象（如果存在的话）；

释放

内存对象使用完毕之后，使用下面的函数释放对象：

 void mempool_free(void *element, mempool_t *pool)

如果使用mempool_free释放一个对象，则如果预先分配的对象数目小于要求的最低数目，就会将对象保留在内存池中；否则，该对象就会返回给系统；

调整大小

可以利用下面函数来调整mempool的大小：

 int mempool_resize(mempool_t *pool, int new_min_nr)

该函数调用成功，将把内存池的大小调整为至少有new_min_nr个预分配对象；

销毁

如果不再需要使用内存池，可使用下面的函数将其返回给系统：

 void mempool_destroy(mempool_t *pool);

在销毁mempool之前，必须将所有已分配的对象返回到内存池中，否则会导致内核oops；