Linux 内存组织：
函数使用参考：
0~3G 用户空间 ：每个应用程序只能使用自己的这份虚拟地址空间
3G~4G 内核空间：内核使用的虚拟地址空间，应用程序不能直接使用这份地址空间，但可以通过一些系统调用函数与其中的某些空间进行数据通信
实际内存操作时，需要将虚拟地址映射到实际内存的物理地址，然后才进行实际的内存读写
虚拟内存划分：
alloc_pages
alloca_page
__free_pages
page_address
kmap
kmap_atomic
kunmap
连续页分配
（1）申请
1、申请多页内存：
struct page *alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)order：分配 2^{order}页，order 为 0 就是 1 页
gfp_mask：分配标志
__GFP_HIGHMEM
为了更方便使用：
GFP_USER：
GFP_KERNEL：
GFP_DMA：
返回值：
成功：指向第一个页描述符 (
struct page) 的指针失败：NULL
2、申请一页内存
struct page *alloc_page(gfp_t gfp_mask)（2）释放申请的内存
void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)（3）虚拟地址的获取
（4）组合函数
__get_free_pages
_get_free_page
get_zerod_page
free_pages
free_page这些函数将前面的先获取 page 结构指针再转换为虚拟地址，包装了一下，合二为一。
__get_free_pages = alloc_pages +
_get_free_page=get_zerod_page=
非连续页分配
vmallov
vzalloc
vfreeslab 分配器
kmem_cache_create
kmem_cache_alloc
kmem_cache_free
kmem_cache_destroykmalloc
kzalloc
kfreeI/O 内存
SOC 中的外设的寄存器，这种需要访问硬件地址操作的，Linux 的虚拟内存中无法直接使用，需要将虚拟地址映射到物理地址才行。
#include <linux/io.h>1、申请/释放 IO 内存区域
struct resource *request_mem_region(resource_size_t start, resource_size_t n, const char *name)
void release_mem_region(resource_size_t start, resource_size_t n)2、IO 内存映射/取消映射
3、访问映射后的 IO 内存
unsigned readb(void *addr);//1字节 或ioread8(void *addr)
unsigned readw(void *addr);//2字节 或ioread16(void *addr)
unsigned readl(void *addr);//4字节 或ioread32(void *addr)
/*
功能：读取寄存器的值
参数：addr 地址
返回值：读到的数据
*/
void writeb(unsigned value, void *addr);//1字节 或iowrite8(u8 value, void *addr)
void writew(unsigned value, void *addr);//2字节 或iowrite16(u16 value, void *addr)
void writel(unsigned value, void *addr);//4字节 或iowrite32(u32 value, void *addr)
/*
功能：向指定的寄存器中，写入数据。
参数：value：待写入寄存器中的数据
Address：寄存器的虚拟地址
*/IO内存访问接口：
static inline void __iomem *ioremap(unsigned long offset, unsigned long size)
/*
功能：实现IO管脚的映射
参数：offset:该管脚的偏移地址
Size:该管脚映射空间的大小，几个字节
返回值：成功返回映射的虚拟地址,失败NULL
*/
static inline void iounmap(volatile void __iomem *addr)
/*
功能：解除io管脚的映射
参数：addr:io管脚映射的地址
*/
1 ioremap 函数的使用： 函数原型：
void __iomem *ioremap(resource_size_t res_cookie, size_t size)使用时，要包含头文件：
#include <asm/io.h>作用：
把物理地址 phys_addr 开始的一段空间(大小为 size)，映射为虚拟地址；返回值是该段虚拟地址的首地址。
virt_addr = ioremap(phys_addr, size);实际上，它是按页(4096 字节)进行映射的，是整页整页地映射的。
假设 phys_addr = 0x10002，size=4，ioremap 的内部实现是：
a) phys_addr 按页取整，得到地址 0x10000
b) size 按页取整，得到 4096
c) 把起始地址 0x10000，大小为 4096 的这一块物理地址空间，映射到虚拟地址空间，假设得到的虚拟空间起始地址为 0xf0010000
d) 那么 phys_addr = 0x10002 对应的 virt_addr = 0xf0010002
不再使用该段虚拟地址时，要 iounmap(virt_addr)：
void iounmap(volatile void __iomem *cookie)物理地址映射成虚拟地址
void __iomem *ioremap(phys_addr_t addr, size_t size);
参数:
@addr 物理地址
@size 物理地址大小
返回值:
成功返回虚拟地址，失败返回NULLDMA
kmalloc
函数原型：
void *kmalloc(size_t size, gfp_t flags);kmalloc() 申请的内存位于直接映射区域，而且在物理上也是连续的，它们与真实的物理地址只有一个固定的偏移，因为存在较简单的转换关系，所以对申请的内存大小有限制，不能超过128KB。 较常用的 flags（分配内存的方法）：
GFP_ATOMIC —— 分配内存的过程是一个原子过程，分配内存的过程不会被（高优先级进程或中断）打断，分配不到直接返回错误；
GFP_KERNEL —— 正常分配内存，分配不到阻塞等待；
GFP_DMA —— 给 DMA 控制器分配内存，需要使用该标志（DMA要求分配虚拟地址和物理地址连续）。
flags 的参考用法：
kzalloc 是强制清零的 kmalloc 操作，用法和 kmalloc 一样
void *kzalloc(size_t size, gfp_t flags)对应的内存释放函数为：
void kfree(const void *objp);vmalloc
void *vmalloc(unsigned long size);vmalloc() 函数则会在虚拟内存空间给出一块连续的内存区，但这片连续的虚拟内存在物理内存中并不一定连续。由于 vmalloc() 没有保证申请到的是连续的物理内存，因此对申请的内存大小没有限制，如果需要申请较大的内存空间就需要用此函数了。
对应的内存释放函数为：
void vfree(const void *addr);注意：vmalloc() 和 vfree() 可以睡眠，因此不能从异常上下文调用。
kmalloc & vmalloc 的比较
kmalloc()、kzalloc()、vmalloc() 的共同特点是：
用于申请内核空间的内存；
内存以字节为单位进行分配；
所分配的内存虚拟地址上连续；
kmalloc()、kzalloc()、vmalloc() 的区别是：
kzalloc 是强制清零的 kmalloc 操作；（以下描述不区分 kmalloc 和 kzalloc）
kmalloc 分配的内存大小有限制（128KB），而 vmalloc 没有限制；
kmalloc 可以保证分配的内存物理地址是连续的，但是 vmalloc 不能保证；
kmalloc 分配内存的过程可以是原子过程（使用 GFP_ATOMIC），而 vmalloc 分配内存时则可能产生阻塞；
kmalloc 分配内存的开销小，因此 kmalloc 比 vmalloc 要快；
一般情况下，内存只有在要被 DMA 访问的时候才需要物理上连续，但为了性能上的考虑，内核中一般使用 kmalloc()，而只有在需要获得大块内存时才使用 vmalloc()。
使用原则：
小内存（< 128k）用kmalloc,大内存用vmalloc或get_free_page
如果需要比较大的内存，并且要求使用效率较高时用get_free_page,否则用vmalloc