知識梳理之內存
1、 kmalloc和vmalloc是分配的是內核的內存,malloc分配的是用戶的內存
2、 kmalloc保證分配的內存在物理上是連續的,vmalloc保證的是在虛擬地址空間上的連續,malloc不保證任何東西(這點是自己猜測的,不一定正確)
3、 kmalloc能分配的大小有限,vmalloc和malloc能分配的大小相對較大
4、 內存只有在要被DMA訪問的時候才需要物理上連續
5、 vmalloc比kmalloc要慢
6、 kmalloc是kmalloc的簡化版本，kzalloc就等於kmalloc的內存空間用0來填充分配出來的內存空間。
7、 kfree函數用來釋放kmalloc分配的內存。
1、頁面分配部分
對物理內存的定義方面，引入：節點（node）、內存區域（zone）、內存頁（page）。
內存區域（zone）：linux將每個內存節點管理的物理內存劃分爲不同的內存區域，在代碼中以struct zone數據結構表示每一個內存區域。
內存頁（page）：是物理內存管理中最小的單位。系統爲每個頁創建一個struct page對象。
內核將物理內存分爲三個區：ZONE_DMA、ZONE_NORMALL和ZONE_HIGHMEM。
頁面分配函數：alloc_pages和__get_free_pages，它們最終都會調用到alloc_pages_node，所以背後兩者的原理是一樣的。頁面的分配次序爲：ZONE_NORMALL、ZONE_DMA，而不會到ZONE_HIGHMEM中查找分配。
2、slab分配器（slab allocator）
Linux系統在物理頁分配的基礎上實現了對更小內存分配的管理：slab、slob和slub。slob和slub主要針對大型系統和嵌入式系統。
Slab分配器的基本思想是：先利用頁面分配器分配出單個或者一組連續的物理頁面，然後在此基礎上將整塊頁面分割成多個相等的小內存單元，以滿足小內存空間分配的需求。
相關數據結構：struct kmem_cache和struct slab。kmem_cache用於管理旗下所有的struct slab。
Slab結構用於管理一塊連續的物理頁面中內存對象的分配。其存放位置有兩種：一是將struct slab實例放在物理頁面首頁的開始處；二是放在物理頁面的外部。
Slab分配器最終調用__alloc_pages去分配2order個連續的物理頁面，對於slab分配器而言，它只能在低端內存區分配物理頁面。
3、虛擬內存的管理
Linux內核將4GB的虛擬地址空間分爲兩大塊：頂部的1GB空間給內核使用，底部的3GB給用戶空間使用。內核代碼中使用PAGE_OFFSET宏來標示虛擬地址空間中內核部分的起始地址。
Vmalloc和Vfree
Vmalloc函數的實現原理主要有以下三個步驟：
1） 在Vmalloc區分配出一段連續的虛擬內存區域（使用紅黑樹解決動態虛擬內存的分配與釋放）
2） 通過夥伴系統獲得物理頁
3） 通過對頁表的操作將步驟1中分配的虛擬內存映射到步驟2中獲得的物理頁上。