linux上构建GFP_ZONE_TABLE

当内核分配内存时，需要指定gfp flag， 内核通过gfp标志判断从哪个zone分配内存。例如kmalloc(size_t size, gfp_t flags).

在linux中存在ZONE_DMA, ZONE_DMA32， ZONE_NORMAL, ZONE_HIGHMEM, ZONE_MOVABLE几个zone。

 

由于gfp_t 低4位，共有2^4=16中情况，而linux规定了低3位（DMA， DMA32， HIGHMEM）只能有1位为1.

gfp_t定义：

#define __GFP_DMA   0X01u

#define __GFP_HIGHMEM   0X02u

#define __GFP_DMA32   0X04u

#define __GFP_MOVABLE   0X08u

 

序号	__GFP_DMA	__GFP_HIGHMEM	__GFP_DMA32	__GFP_MOVABLE	组合结果
0	0	0	0	0	从ZONE_NORMAL分配
1	1	0	0	0	从ZONE_NORMAL或ZONE_DMA分配
2	0	1	0	0	从ZONE_HIGNMEM或ZONE_NORMAL分配
3	1	1	0	0	BAD
4	0	0	1	0	从ZONE_DMA32或ZONE_NORMAL分配
5	1	0	1	0	BAD
6	0	1	1	0	BAD
7	1	1	1	0	BAD
8	0	0	0	1	从ZONE_NORMAL分配
9	1	0	0	1	从ZONE_DMA或ZONE_NORMAL分配
a	0	1	0	1	从ZONE_MOVABLE分配 Movable is valid only if HIGHMEM is set too
b	1	1	0	1	BAD
c	0	0	1	1	从ZONE_DMA32分配
d	1	0	1	1	BAD
e	0	1	1	1	BAD
f	1	1	1	1	BAD

 

根据上表，很容易得到GFP_ZONE_BAD，即上述BAD的bit或在一起。

#define GFP_ZONE_BAD ( \

1 << (___GFP_DMA | ___GFP_HIGHMEM)                                      \

| 1 << (___GFP_DMA | ___GFP_DMA32)                                      \

| 1 << (___GFP_DMA32 | ___GFP_HIGHMEM)                                      \

| 1 << (___GFP_DMA | ___GFP_DMA32 | ___GFP_HIGHMEM)                      \

| 1 << (___GFP_MOVABLE | ___GFP_HIGHMEM | ___GFP_DMA)                      \

| 1 << (___GFP_MOVABLE | ___GFP_DMA32 | ___GFP_DMA)                      \

| 1 << (___GFP_MOVABLE | ___GFP_DMA32 | ___GFP_HIGHMEM)                      \

| 1 << (___GFP_MOVABLE | ___GFP_DMA32 | ___GFP_DMA | ___GFP_HIGHMEM)  \

)

 

内核中定义ZONE_SHIFT,根据MAX_NR_ZONES，得到相应的ZONE_SHIFT。

#if MAX_NR_ZONES < 2

#define ZONES_SHIFT 0

#elif MAX_NR_ZONES <= 2

#define ZONES_SHIFT 1

#elif MAX_NR_ZONES <= 4

#define ZONES_SHIFT 2

#else

#error ZONES_SHIFT -- too many zones configured adjust calculation

#endif

 

将上表换一种形式表示，如下：

 

 

由于每种分配策略用ZONE_SHIFT位就可以表示，所以将上图中非BAD的位bitN，对应的分配策略，左移bitN * ZONE_SHIFT位，组合成GFP_ZONE_TABLE, 即：

#define GFP_ZONE_TABLE ( \

(ZONE_NORMAL << 0 * ZONES_SHIFT)                                      \

| (OPT_ZONE_DMA << ___GFP_DMA * ZONES_SHIFT)                              \

| (OPT_ZONE_HIGHMEM << ___GFP_HIGHMEM * ZONES_SHIFT)                      \

| (OPT_ZONE_DMA32 << ___GFP_DMA32 * ZONES_SHIFT)                      \

| (ZONE_NORMAL << ___GFP_MOVABLE * ZONES_SHIFT)                              \

| (OPT_ZONE_DMA << (___GFP_MOVABLE | ___GFP_DMA) * ZONES_SHIFT)              \

| (ZONE_MOVABLE << (___GFP_MOVABLE | ___GFP_HIGHMEM) * ZONES_SHIFT)   \

| (OPT_ZONE_DMA32 << (___GFP_MOVABLE | ___GFP_DMA32) * ZONES_SHIFT)   \

)

 

另外还定义GFP_ZONEMASK：

#define GFP_ZONEMASK        (__GFP_DMA|__GFP_HIGHMEM|__GFP_DMA32|__GFP_MOVABLE)

 

通过GFP_ZONE_TABLE宏，给定gfp的低4位，就可以找到分配内存的zone，函数如下：

static inline enum zone_type gfp_zone(gfp_t flags)

{

enum zone_type z;

int bit = (__force int) (flags & GFP_ZONEMASK);

 

z = (GFP_ZONE_TABLE >> (bit * ZONES_SHIFT)) &

 ((1 << ZONES_SHIFT) - 1);

VM_BUG_ON((GFP_ZONE_BAD >> bit) & 1);

return z;

}