Linux页框级内存管理处理细节

弄清楚伙伴系统算法的原理以后，我们就可以开开心心地处理页框了。
我们可以通过6个稍有差别的函数和宏请求页框。一般情况下，他们都返回第一个所分配页的线性地址，或者分配失败则返回NULL。
alloc_pages(gfp_mask, order)：用这个函数请求2order 个连续的页框。他返回第一个所分配页框描述符的地址，或者如果失败，则返回NULL。
alloc_page(gfp_mask)：用于获得一个单独页框的宏，它其实只是alloc_pages(gfp_mask, 0)。它返回所分配页框描述符的地址，或者如果分配失败，则返回NULL。
_ _get_free_pages(gfp_mask, order)：该函数类似于alloc_pages( )，只不过它返回第一个所分配页对应的内存线性地址。
_ _get_free_page(gfp_mask)：用于获得一个单独页框的宏，它也只是__get_free_pages(gfp_mask, 0)
get_zeroed_page(gfp_mask)：函数用来获取满是0的页面，它调用alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0)，然后返回所获取页框的线性地址。
_ _get_dma_pages(gfp_mask, order)：该宏获取用于DMA的页框，它扩展调用__get_free_pages(gfp_mask | _ _GFP_DMA, order)。
参数gfp_mask是一组标志，它指明了如何寻找空闲的页框：
 
标志
说明
_ _GFP_DMA
所请求的页框必须处于ZONE_DMA 管理区。
_ _GFP_HIGHMEM
所请求的页框处于ZONE_HIGHMEM 管理区
_ _GFP_WAIT
允许内核对等待空闲页框的当前进程进行阻塞
_ _GFP_HIGH
允许内核访问保留的页框池
_ _GFP_IO
允许内核在低端内存页上执行I/O 传输以释放页框
_ _GFP_FS
如果清0，则不允许内核执行依赖于文件系统的操作
_ _GFP_COLD
所请求的页框可能为“冷的”
_ _GFP_NOWARN
一次内存分配失败将不会产生警告信息
_ _GFP_REPEAT
内核重试内存分配直到成功
_ _GFP_NOFAIL
与__GFP_REPEAT 相同
_ _GFP_NORETRY
一次内存分配失败后不再重试
_ _GFP_NO_GROW
slab 分配器不允许增大slab 高速缓存
_ _GFP_COMP
属于扩展页的页框
_ _GFP_ZERO
任何返回的页框必须被填满0
下面4个函数和宏中的任意一个都可以释放页框：
_ _free_pages(page, order)：该函数首先查找page指向的页描述符；如果该页框未被保留（PG_reserved标志为0），就把描述符count字段减1。如果count字段变为0，就假定从page对应页框开始的2order个连续页框不再被使用，在这种情况下，该函数释放页框。
free_pages(addr, order)：这个函数类似于 _ _free_pages( )，只不过它接收的参数为要