补充 page 管理函数.

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Software/Development/OperatingSystem/Linux/Kernel/API/Linux_Kernel_内存分配.md

@@ -1,6 +1,178 @@
-# Linux Kernel 内存分配
+# Linux Kernel 内存管理
 
-## kmalloc/kzalloc/kfree
+## 1.page
+
+**头文件：**
+
+```cpp
+#include <linux/gfp.h>
+```
+
+### 1.1.get_zeroed_page
+
+**函数原型：**
+
+```c
+unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask);
+```
+
+**说明：**
+
+该函数返回一个指向新页的虚拟地址指针并且将该页清零。
+
+**参数：**
+
+gfp_mask：要分配内存的类型。
+
+较常用的 gfp_mask（分配内存的方法）如下：
+
+* 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；
+* GFP_KERNEL —— 正常分配内存；
+* 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）。
+
+gfp_mask 的参考用法：
+
+| 说民                   | Flag                  |
+|-----------------------|-----------------------|
+| 进程上下文，可以睡眠      | GFP_KERNEL           |
+| 进程上下文，不可以睡眠(中断处理程序、软中断、Tasklet) | GFP_ATOMIC |
+| 用于DMA的内存，可以睡眠   | GFP_DMA \| GFP_KERNEL |
+| 用于DMA的内存，不可以睡眠 | GFP_DMA \|GFP_ATOMIC  |
+
+**返回值：**
+
+申请成功返回有效的内存首地址值，失败返回 0。
+
+### 1.2.__get_free_pages
+
+**函数原型：**
+
+```c
+unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order);
+```
+
+**说明：**
+
+该函数可分配多个连续的页并返回分配内存的首地址，分配的页数为 2order，分配的页不清零。order 允许的最大值是 10(即 1024 页)或者 11(即 2048 页)，依赖于具体的硬件平台。
+
+**参数：**
+
+gfp_mask：与 get_zeroed_page 中的 gfp_mask 一致；
+
+order：要分配的页数。
+
+**返回值：**
+
+申请成功返回有效的内存首地址值，失败返回 0。
+
+### 1.3.alloc_pages
+
+**函数原型：**
+
+```c
+struct page *alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order);
+```
+
+**说明：**
+
+与 __get_free_pages 函数一样可分配多个连续的页，但它返回分配的第一个页的描述符而非首地址。分配的页数为 2order，分配的页不清零。order 允许的最大值是 10(即 1024 页)或者 11(即 2048 页)，依赖于具体的硬件平台。
+
+**参数：**
+
+gfp_mask：与 get_zeroed_page 中的 gfp_mask 一致；
+
+order：要分配的页数。
+
+**返回值：**
+
+申请成功返回有效的内存首地址，失败返回 NULL。
+
+### 1.4.free_pages/__free_pages
+
+**函数原型：**
+
+```c
+void __free_pages(struct page *page, unsigned int order);
+void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order);
+```
+
+**说明：**
+
+用 get_zeroed_page/__get_free_pages 分配的内存页用 free_pages 释放，用 alloc_pages 分配的页用 free_pages 释放。
+
+**参数：**
+
+page/addr：要释放的内存首地址；
+
+order：要释放的页面数。
+
+**返回值：**
+
+无
+
+### 1.5.virt_to_page
+
+**函数原型：**
+
+```c
+#define virt_to_page(kaddr)	pfn_to_page(virt_to_pfn(kaddr))
+```
+
+**说明：**
+
+将虚拟页面地址转换为页的描述符。
+
+**参数：**
+
+kaddr：内核虚拟地址。
+
+**返回值：**
+
+struct page* 类型的页面描述符。
+
+## 2.reserved
+
+### 2.1.mark_page_reserved
+
+**函数原型：**
+
+```c
+void mark_page_reserved(struct page *page);
+```
+
+**说明：**
+
+标记内存页为 reserved，避免被换出到外存。
+
+**参数：**
+
+page：要标记为 reserved 的内存页。
+
+**返回值：**
+
+无
+
+### 2.2.free_reserved_page
+
+**函数原型：**
+
+```c
+void free_reserved_page(struct page *page);
+```
+
+**说明：**
+
+释放 reserved 内存。
+
+**参数：**
+
+page：要释放的 reserved 内存页。
+
+**返回值：**
+
+无
+
+## 3.kmalloc/kzalloc/kfree
 
 通过 kmalloc/kzalloc 分配内核空间，通过 kfree 释放。
 
@@ -10,7 +182,7 @@
 #include <linux/slab.h>
 ```
 
-### kmalloc
+### 3.1.kmalloc
 
 **函数原型：**
 
@@ -26,28 +198,13 @@ kmalloc() 申请的内存位于物理内存映射区域，而且在物理上也
 
 size：要分配的内存大小，以字节为单位；
 
-flags：要分配内存的类型。
-
-较常用的 flags（分配内存的方法）如下：
-
-* 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；
-* GFP_KERNEL —— 正常分配内存；
-* 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：
-
-| 说民                   | Flag                  |
-|-----------------------|-----------------------|
-| 进程上下文，可以睡眠      | GFP_KERNEL           |
-| 进程上下文，不可以睡眠(中断处理程序、软中断、Tasklet) | GFP_ATOMIC |
-| 用于DMA的内存，可以睡眠   | GFP_DMA \| GFP_KERNEL |
-| 用于DMA的内存，不可以睡眠 | GFP_DMA \|GFP_ATOMIC  |
+flags：与 gfp_mask 含义一致。
 
 **返回值：**
 
 申请成功返回有效的内存首地址，失败返回 NULL。
 
-### kzalloc
+### 3.2.kzalloc
 
 **函数原型：**
 
@@ -77,7 +234,7 @@ flags：要分配内存的类型。
 
 申请成功返回有效的内存首地址，失败返回 NULL。
 
-### kfree
+### 3.3.kfree
 
 **函数原型：**
 
@@ -97,11 +254,11 @@ addr：要释放的内存首地址指针。
 
 无
 
-## vmalloc/vfree
+## 4.vmalloc/vfree
 
 通过 vmalloc 分配内核空间，通过 vfree 释放。可以分配较大内存。使用 vmalloc 最著名的实例是内核对模块的实现，当模块被动态加载到内核当中时，就把模块装载到由 vmalloc() 分配的内存上。注意：vmalloc() 和 vfree() 可以睡眠，因此不能从中断上下文调用。
 
-### vmalloc
+### 4.1.vmalloc
 
 **函数原型：**
 
@@ -121,7 +278,7 @@ size：要分配的内存大小，以字节为单位。
 
 申请成功返回有效的内存首地址，失败返回 NULL。
 
-### vfree
+### 4.2.vfree
 
 **函数原型：**
 
@@ -141,7 +298,7 @@ addr：要释放的内存首地址指针。
 
 无
 
-## kmalloc/kzalloc/vmalloc 的比较
+## 5.kmalloc/kzalloc/vmalloc 的比较
 
 kmalloc()、kzalloc()、vmalloc() 的共同特点是：