![[务必收藏] Linux用户空间和内核空间所有15种内存分配方法总结](https://img.php.cn/upload/article/001/246/273/173641765242324.jpg)
在linux操作系统中，内存管理被视为一个至关重要的系统功能。为了在用户空间和内核空间中有效地管理内存，分别使用了不同的函数来进行内存申请。以下是linux用户空间内存申请函数的详细列表：
1. malloc() 函数：
void* malloc(size_t size);
用于在堆区分配一块指定大小的内存空间。如果成功分配，返回一个指向这块内存的指针；否则，返回NULL。
2. calloc() 函数：
void* calloc(size_t num, size_t size);
分配并初始化为0的一块连续内存空间。它会为num个大小为size的对象分配内存，并将所有字节初始化为0。
3. realloc() 函数：
void* realloc(void* ptr, size_t new_size);
改变之前通过malloc()或calloc()等函数分配的内存块的大小。它可以扩大或缩小已分配的内存区域。如果内存无法重新分配，则返回NULL，原有的内存区域保持不变。
4. alloca() 函数（非标准库函数，某些编译器支持）：
void* alloca(size_t size);
在栈上动态分配内存。它的优点是不需要手动释放，但缺点是可能导致栈溢出。
5. 使用静态存储区：
在程序开始时就为其分配了内存，由编译器自动管理，生命周期从程序开始到结束。
6. 使用全局变量和局部静态变量：
全局变量在整个程序运行期间都存在，而局部静态变量只在声明它们的函数或代码块退出后才被销毁。
请注意，在使用这些函数分配内存之后，必须确保在不再需要该内存时调用相应的内存释放函数来释放它，以避免内存泄漏。对于malloc()、calloc()和realloc()分配的内存，应使用free()函数进行释放。
Linux内核空间内存申请函数
1. kmalloc() 函数：
void *kmalloc(size_t size, gfp_t flags);
分配指定大小的连续物理内存块，并返回指向该内存块的指针。flags参数用于控制内存分配的行为和特性。
2. vmalloc() 函数：
void *vmalloc(unsigned long size);
分配虚拟内存，而不是连续的物理内存。分配的内存可能分布在多个物理页面上，但对进程来说是连续的。
3. get_free_pages()和 __get_free_page()函数：
unsigned long get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order);
unsigned long __get_free_page(gfp_t gfp_mask);
这两个函数分别用于分配特定数量的连续物理页（以2的幂为单位）和单个物理页。order参数表示需要多少个连续的页，例如order=0代表一页。
4. alloc_pages(), __alloc_pages():
struct page *alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order);
struct page *__alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order);
与get_free_pages()类似，这些函数用于分配一组连续的物理页，但它们返回一个指向struct page结构体的指针列表。
5. alloc_page(), __alloc_page():
struct page *alloc_page(gfp_t gfp_mask);
struct page *__alloc_page(gfp_t gfp_mask);
分配一个单独的物理页，返回一个指向struct page的指针。
6. dma_alloc_coherent():
void *dma_alloc_coherent(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *dma_handle, gfp_t flag);
在设备映射区域分配一块连续的物理内存，以便于DMA传输。分配的内存对于处理器来说是可直接访问的，并且确保不会被内核抢占或迁移。
7. kzalloc():
void *kzalloc(size_t size, gfp_t flags);
类似于kmalloc()，但在分配内存后将其所有字节初始化为0。
8. kfree():
void kfree(const void *ptr);
释放通过上述内核内存分配函数分配的内存。
9. 其他特殊的内存分配函数
如page_frag_cache()、__get_dma_pages()等，用于满足特定场景的需求。
请注意，在使用这些函数时，应根据具体需求选择适当的内存分配函数，并遵循正确的使用规则，避免内存泄漏或其他问题。
