Ext4中内存使用技巧的一点思考

       今天在分析Ext4文件系统的时候，看到两个函数ext4_kvzalloc()/ext4_kvfree()，想到以前在使用kzalloc()/kmalloc()带来的内存分配失败问题，不得不感叹社区牛人的思路是多么的......（海量褒义词）

1. kvzalloc分配分析

       请看代码：

void *ext4_kvzalloc(size_t size, gfp_t flags)
{
    void *ret;

    ret = kzalloc(size, flags | __GFP_NOWARN);
    if (!ret)
        ret = __vmalloc(size, flags | __GFP_ZERO, PAGE_KERNEL);
    return ret;
}

       在ext4_kvzalloc中，首先执行kzalloc执行物理地址连续的内存空间分配，并且增加内存分配行为描述符__GFP_NOWARN(内存分配失败不会产生警告信息)；如果分配成功，则返回；否则调用vmalloc执行物理地址不一定连续的内存空间分配(vmalloc是分配大小为page的整数倍，大于一个page的内存空间申请，vmalloc将一个page一个page的进行申请分配)。

       既然有了如此混合的分配方式，那么必然有可以解决这种混合方式的内存释放机制。因此就有了ext4_kvfree()；

2. kvfree释放分析

       在ext4_kvfree()中必然可以判断该内存是由哪种机制分配的，是kzalloc还是vmalloc，那么内核又提供的什么机制哪？

       答案是is_vmalloc_addr(),通过is_vmalloc_addr()判断是否为vmalloc分配的：

static inline int is_vmalloc_addr(const void *x)
{
#ifdef CONFIG_MMU
    unsigned long addr = (unsigned long)x;

    return addr >= VMALLOC_START && addr < VMALLOC_END;
#else
    return 0;
#endif
}

(具体为什么可以这么判断，需要分析内存空间的布局，也许您可以查到我写过的资料，也许查不多，无论怎么样，请参阅以下地址：

内存布局图http://blog.csdn.net/younger_china/article/details/16829687)

      那么kvfree()的实现就非常明确了

void ext4_kvfree(void *ptr)
{
    if (is_vmalloc_addr(ptr))
        vfree(ptr);
    else
        kfree(ptr);

}

      不管您怎么认为，至少我认为这种方案非常非常好......

      但是，个人还是建议在其中首先判断ptr指针是否为NULL。

    if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(ptr)))
        return;

3. kvzalloc/kvfree应用分析

     这种机制，ext4把它使用到哪个或哪些场景中哪？主要有以下连个场景

     1. 分配s_group_info array；它所需内存大小是受磁盘存储大小影响的，存储越大，所需内存越大；

     2. 分配flex_groups array；它所需内存大小也是受磁盘存储大小影响的，存储越大，所需内存越大；

     两者的共同特点时，所需内存大小很不确定，也许很多歌页，也许一个页，如果很多个页，那么分配失败率会大大增高。