夜雨聆风
嵌入式八股之内核篇1
1️⃣ Linux驱动程序是干啥的？
🚦 设备管家： 负责设备的初始化（开机准备）和释放（关机收尾）。
📡 数据桥梁： 独家通道！专门负责内核（系统大脑）和硬件（物理设备）之间的数据交互。
🚨 故障急救员： 时刻监控设备，检测错误并紧急处理，保障系统稳定！
🚦 设备管家： 负责设备的初始化（开机准备）和释放（关机收尾）。
📡 数据桥梁： 独家通道！专门负责内核（系统大脑）和硬件（物理设备）之间的数据交互。
🚨 故障急救员： 时刻监控设备，检测错误并紧急处理，保障系统稳定！
2️⃣ 内核里怎么申请内存？三大函数！
kmalloc() – 物理连续小能手
✅ 申请物理地址连续的内存 (对DMA设备超重要！)
✅ 虚拟地址也连续。
⚠️ 大小有限制：最大128KB (实际可用约112KB)。
🚨 常用flags：
GFP_ATOMIC：原子操作！中断上下文救命稻草！
GFP_KERNEL：常规操作，可睡眠。
GFP_DMA：专供DMA控制器。
🗑️ 释放用kfree()。
kzalloc() – 洁癖版kmalloc
✅ 本质是kmalloc + __GFP_ZERO标志。
✅ 申请物理连续内存，并自动清零内容！防脏数据神器！
🗑️ 释放也用kfree()。
vmalloc() – 虚拟连续大仓库
✅ 申请虚拟地址连续的内存。
❌ 物理地址不一定连续。
✅ 大小无硬性限制，大型模块加载救星！
⚠️ 会睡眠！中断上下文禁用！
🗑️ 释放用vfree()。
3️⃣ 内核申请内存 vs 应用程序申请内存？大不同！
🤖 内核层： (kmalloc, kzalloc, vmalloc)
kmalloc/kzalloc：直接拿到物理+虚拟都连续的内存块！
vmalloc：拿到虚拟连续的内存，物理内存也立刻分配了（但分散），只是页表映射稍后同步。
💻 应用层： (malloc)
拿到虚拟地址连续的内存块。
❌ 分配时不给实际物理页！
✅ 访问时触发缺页中断 (do_page_fault)，才分配物理页并映射。
💎 一句话总结差异：
内核kmalloc：一步到位拿物理块（小快递📦）。
内核vmalloc：虚拟仓库立刻备货（大仓库🏚️）。
应用malloc：先开地址空头支票，用的时候才提货💳 (等缺页中断💸)。
