- 申请小块内存用 brk; 申请大块内存或文件映射用 mmap
- mmap 映射文件, 由 fd 得到 struct file
    - 调用 ...->do_mmap
        - 调用 get_unmapped_area 找到一个可以进行映射的 vm_area_struct
        - 调用 mmap_region 进行映射
    - get_unmapped_area
        - 匿名映射: 找到前一个 vm_area_struct
        - 文件映射: 调用 file 中 file_operations 文件的相关操作, 最终也会调用到 get_unmapped_area
    - mmap_region
        - 通过 vm_area_struct 判断, 能否基于现有的块扩展(调用 vma_merge)
        - 若不能, 调用 kmem_cache_alloc 在 slub 中得到一个 vm_area_struct 并进行设置
        - 若是文件映射: 则调用 file_operations 的 mmap 将 vm_area_struct 的内存操作设置为文件系统对应操作(读写内存就是读写文件系统)
        - 通过 vma_link 将 vm_area_struct 插入红黑树
        - 若是文件映射, 调用 __vma_link_file 建立文件到内存的反映射
- 内存管理不直接分配内存, 在使用时才分配
- 用户态缺页异常, 触发缺页中断, 调用 do_page_default
- __do_page_fault 判断中断是否发生在内核
    - 若发生在内核, 调用 vmalloc_fault, 使用内核页表进行映射
    - 若不是, 找到对应 vm_area_struct 调用 handle_mm_fault
    - 得到多级页表地址 pgd 等
    - pgd 存在 task_struct.mm_struct.pgd 中
    - 全局页目录项 pgd 在创建进程 task_struct 时创建并初始化, 会调用 pgd_ctor 拷贝内核页表到进程的页表
- 进程被调度运行时, 通过 switch_mm_irqs_off->load_new_mm_cr3 切换内存上下文
- cr3 是 cpu 寄存器, 存储进程 pgd 的物理地址(load_new_mm_cr3 加载时通过直接内存映射进行转换)
- cpu 访问进程虚拟内存时, 从 cr3 得到 pgd 页表, 最后得到进程访问的物理地址
- 进程地址转换发生在用户态, 缺页时才进入内核态(调用__handle_mm_fault)
- __handle_mm_fault 调用 pud_alloc, pmd_alloc, handle_pte_fault 分配页表项
    - 若不存在 pte
        - 匿名页: 调用 do_anonymous_page 分配物理页 ①
        - 文件映射: 调用 do_fault ②
    - 若存在 pte, 调用 do_swap_page 换入内存 ③
    - ① 为匿名页分配内存
        - 调用 pte_alloc 分配 pte 页表项
        - 调用 ...->__alloc_pages_nodemask 分配物理页
        - mk_pte 页表项指向物理页; set_pte_at 插入页表项
    - ② 为文件映射分配内存 __do_fault
        - 以 ext4 为例, 调用 ext4_file_fault->filemap_fault
        - 文件映射一般有物理页作为缓存 find_get_page 找缓存页
        - 若有缓存页, 调用函数预读数据到内存
        - 若无缓存页, 调用 page_cache_read 分配一个, 加入 lru 队列, 调用 readpage 读数据: 调用 kmap_atomic 将物理内存映射到内核临时映射空间, 由内核读取文件, 再调用 kunmap_atomic 解映射
    - ③ do_swap_page
        - 先检查对应 swap 有没有缓存页
        - 没有, 读入 swap 文件(也是调用 readpage)
        - 调用 mk_pte; set_pet_at; swap_free(清理 swap)
- 避免每次都需要经过页表(存再内存中)访问内存
    - TLB 缓存部分页表项的副本