内核中申请内存有哪几个函数？有什么区别？
参考回答
在 Linux 内核中，常用的申请内存函数有以下几个：
- kmalloc()
用于分配内核中的动态内存，类似于用户空间的malloc()。返回的内存是物理连续的，适合用于要求内存连续的场景。
常用参数：大小、标志（如 GFP_KERNEL）。 -
kcalloc()
与kmalloc()类似，但是kcalloc()会将分配的内存初始化为 0。适用于需要初始化的内存块。 -
vmalloc()
分配虚拟内存，返回的内存不要求物理连续。适用于需要大块内存但是不要求连续物理页面的情况。 -
get_free_pages()
分配指定大小的物理内存页面。返回的是物理页的地址，可以通过设置标志来决定是内核空间还是用户空间。
详细讲解与拓展
-
kmalloc()
kmalloc()是 Linux 内核中最常用的内存分配函数。它会分配一个连续的内存区域，适合需要物理连续内存的情况，如 I/O 操作。- 参数：
- 第一个参数是内存块的大小。
- 第二个参数是内存分配标志，常见的标志有：
GFP_KERNEL：表示在内核态分配内存，可以进行睡眠操作。GFP_ATOMIC：表示在中断上下文或无法睡眠的情况下分配内存。
- 例如，如果你需要为一个硬件缓冲区分配内存，你就会使用
kmalloc()，以确保内存是物理连续的。
- kcalloc()
kcalloc()类似于kmalloc()，但它会将分配的内存初始化为零。这在你需要确保内存区域清零的情况下非常有用。- 它通常用于数组或结构体等需要初始化为零的内存分配。第一个参数是内存块的数量，第二个参数是每个块的大小。
- vmalloc()
vmalloc()用于分配不要求物理连续的内存，但保证虚拟内存是连续的。它通常用于需要较大内存块但不要求物理内存连续的情况。比如，如果你需要分配比kmalloc()更大的内存区域（例如大于 1MB），vmalloc()会更合适。- 但是，由于
vmalloc()分配的内存不连续，访问该内存的速度通常比kmalloc()慢，因为内核需要处理虚拟到物理地址的映射。
- get_free_pages()
get_free_pages()用于分配物理页面而不是单独的内存块。它允许你分配一个或多个物理内存页面，并返回一个指向这些页面的虚拟地址。- 它用于较底层的内存管理，常见于需要手动管理内存的驱动程序或非常底层的系统组件。通过指定一个页数，可以分配多个连续的内存页。与
kmalloc()相比，get_free_pages()更接近硬件层面，且返回的是物理内存页面的地址。
总结：
– kmalloc()：用于分配物理连续内存，适合小块内存。
– kcalloc()：与 kmalloc() 类似，但分配的内存会初始化为零。
– vmalloc()：用于分配虚拟内存，适合需要大内存块但不要求物理连续的场景。
– get_free_pages()：分配物理内存页，适用于低级内存管理和需要物理页面的场景。