在内核里分配内存可不像在其他地方分配内存那么容易。造成这种局面的因素很多。从根本上讲，是因为内核本身不能像用户空间那样奢侈的使用内存。内核与用户空间不同，它不具备这种能力，它不支持简单便捷的内存分配方式。比如，内核一般不能睡眠。此外，处理内存分配错误对于内核来说也绝非是一件简单的事。正式由于这些限制，再加上内存分配机制不能太复杂，所以在内核中获取内存要比在用户空间复杂的多。
首先，我们讨论下内核中的分页机制。
内核把物理页作为内存管理的基本单位。尽管处理器的最小可寻址单位通常是字，但是，内存管理单元通常以页为单位进行处理。从虚拟内存的角度看，页就是最小的基本单位。所以，在内核看来，物理内存就像下面这样：
注意：基本上内核的分页都是固定大小的页。
内核用 struct page 结构表示系统中的每个物理页，这个结构就好像下面这样：
struct page
{
unsigned long flags;
atomic_t _count;
atomic_t _mapcount;
unsigned long private;
struct address_space *mapping;
pgoff_t index;
struct list_head lru;
void *virtual;
}
下面，我们来解释下其中的重要字段。
flags：这个字段用于存放页的状态。这些状态包括页是不是脏的，是不是被锁定在内存中等。 flag 的每一位单独表示一种状态，所以，它至少可以同时表示出32种不同的状态。
_count：这个字段存放页的使用计数，也就是这个页被引用了多少次。很奇怪，技术值变为 -1 时，就说明当前内核并没有引用这一页，于是，在新的分配中就可以使用它，注意，这个字段使用的是 -1 代表未使用，而不是 0 。
virtual：这个字段是页的虚拟地址。
mapping：这个域指向和这个页关联的 address_space 对象。
private：这个根据名字就可以看得出，它指向私有数据。