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1.kmalloc函数
kmem_cache_alloc_trace分配函数
可见，kmalloc()基于slab分配器实现，因此分配的内存，物理上都是连续的。
2.vmalloc函数
核心函数__vmalloc_node_range
可见，vmalloc是临时在vmalloc内存区申请vma，并且分配物理页面，建立映射；直接分配物理页面，至少一个页4K，因此vmalloc适合用于分配较大内存，并且物理内存不一定连续；
3.malloc函数
malloc是C库实现的函数，C库维护了一个缓存，当内存够用时，malloc直接从C库缓存分配，只有当C库缓存不够用；通过系统调用brk，向内核申请，从堆空间申请一个vma；malloc实现流程图：
__do_sys_brk函数
经过平台相关实现，malloc最终会调用SYSCALL_DEFINE1宏，扩展为__do_sys_brk函数
总结下__do_sys_brk()功能：(1)从旧的brk边界去查询，是否有可用vma，若发现有重叠，直接使用；(2)若无发现重叠，新分配一个vma；(3)应用程序若调用mlockall()，会锁住进程所有虚拟地址空间，防止内存被交换出去，且立刻分配物理内存；否则，物理页面会等到使用时，触发缺页异常分配；
do_brk_flags函数
函数实现：(1)寻找一个可使用的线性地址；(2)查找最适合插入红黑树的节点；(3)寻到的线性地址是否可以合并现有vma，所不能，新建一个vma;(4)将新建vma插入mmap链表和红黑树中
mm_populate()函数
依次调用
当设置VM_LOCKED标志时，表示要马上申请物理页面，并与vma建立映射；否则，这里不操作，直到访问该vma时，触发缺页异常，再分配物理页面，并建立映射；
__get_user_pages()函数
follow_page_pte函数
总结：(1)malloc函数，从C库缓存分配内存，其分配或释放内存，未必马上会执行；(2)malloc实际分配内存动作，要么主动设置mlockall()，人为触发缺页异常，分配物理页面；或者在访问内存时触发缺页异常，分配物理页面；(3)malloc分配虚拟内存，有三种情况：a.malloc()分配内存后，直接读，linux内核进入缺页异常，调用do_anonymous_page函数使用零页映射，此时PTE属性只读；b.malloc()分配内存后，先读后写，linux内核第一次触发缺页异常，映射零页；第二次触发异常，触发写时复制；c.malloc()分配内存后, 直接写，linux内核进入匿名页面的缺页异常，调用alloc_zeroed_user_highpage_movable分配一个新页面，这个PTE是可写的；
4.mmap函数
mmap一般用于用户程序分配内存，读写大文件，链接动态库，多进程内存共享等；实现过程流程图：mmap根据文件关联性和映射区域是否共享等属性，其映射分为4类
- 私有匿名映射fd=-1,且flags=MAP_ANONYMOUS|MAP_PRIVATE,创建的mmap映射是私有匿名映射；用途是在glibc分配大内存时，如果需分配内存大于MMAP_THREASHOLD（128KB），glibc默认用mmap代替brk分配内存；
- 共享匿名映射fd=-1,且flags=MAP_ANONYMOUS|MAP_SHARED;常用于父子进程的通信，共享一块内存区域；do_mmap_pgoff()->mmap_region(),最终调用shmem_zero_setup打开/dev/zero设备文件；
另外直接打开/dev/zero设备文件，然后使用这个句柄创建mmap，也是最终调用shmem模块创建共享匿名映射；
- 私有文件映射flags=MAP_PRIVATE；常用场景是，加载动态共享库；
- 共享文件映射flags=MAP_SHARED；有两个应用场景；(1)读写文件：内核的回写机制会将内存数据同步到磁盘；(2)进程间通信：多个独立进程，打开同一个文件，互相都可以观察到，可是实现多进程通信；核心函数如下：
总结：
以上的malloc,mmap函数，若无特别设定，默认都是指建立虚拟地址空间，但没有建立虚拟地址空间到物理地址空间的映射;当访问未映射的虚拟空间时，触发缺页异常，linxu内核会处理缺页异常，缺页异常服务程序中，会分配物理页，并建立虚拟地址到物理页的映射；
补充两个问题：1.当mmap重复申请相同地址，为什么不会失败？find_vma_links()函数便利该进程所有的vma，当检查到当前要映射区域和已有vma重叠时，先销毁旧映射区，重新映射，所以第二次申请，不会报错。
2.mmap打开多个文件时，比如播放视频时，为什么会卡顿？mmap只是建立vma，并未实际分配物理页面读取文件内存，当播放器真正读取文件时，会频繁触发缺页异常，再从磁盘读取文件到页面高速缓存中，会导致磁盘读性能较差；
madvise(add,len,MADV_WILLNEED|MADV_SEQUENTIAL)对文件内容进行预读和顺序读；
但是内核默认的预读功能就可以实现；且madvise不适合流媒体，只适合随机读取场景；
能够有效提高流媒体服务I/O性能的方法是最大内核默认预读窗口；内核默认是128K，可以通过“blockdev --setra”命令修改；