位图的内存管理

短命女 2021-11-10 23:52 376阅读 0赞

参考书籍：《操作系统　真象还原》　作者：郑钢  
**本章要解决的问题：创建一个类似malloc的函数。**  
想要动态的开辟内存空间，要解决一个问题：**在哪里开辟空间。**  
内存空间，有的被使用，有的没有被使用。如果没有被使用的空间足够，则可以从中划分出来。  
那如何分表某一部分内存是否被使用？  
**可以使用位图。用０表示没有使用，用１表示没有使用。**(当然还有其他方法，比如说双向链表)

1byte 的位图空间可以映射 1 \* 8 \* 4KB = 32KB 的内存空间  
那么 一页4096Bbyte 的位图空间就可以映射 32 \* 4096 / 1024 = 128MB的内存空间  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NpbmF0XzM4ODE2OTI0_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
我们现在在保护模式之下。而且，每一位如果可以表示４k内存的使用情况，我们很容易想到，页表（虚拟地址）。每页大小也是４k。但是**虚拟内存，不能真正反映内存的使用情况**。因为不同的虚拟地址可以指向同一个物理地址。  
那如果，让**位图反映真实的内存使用情况**。又如何保证每一次，虚拟地址指向的都是空闲的物理内存？  
所以我们要结合起来。  
 1. 在虚拟内存池中申请n个虚拟页(有个位图表示虚拟内存)  
 2. 在物理内存池中分配物理页。（有个位图表示物理内存池）  
 3. 在页表中添加虚拟地址与物理地址的映射关系。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NpbmF0XzM4ODE2OTI0_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

代码见：[https://github.com/da1234cao/tiny-os/tree/master/chapter8][https_github.com_da1234cao_tiny-os_tree_master_chapter8]  
（最后一个映射代码没有看，脑袋疼）

参考文章：  
[1. 内存池规划][1.]  
[2. 跟我一起写Makefile ][2. _Makefile]  
[3. 常用 Git 命令清单][3. _ Git]

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NpbmF0XzM4ODE2OTI0_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20211109/974394f305564ab0b12dad1d14b33bbc.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NpbmF0XzM4ODE2OTI0_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20211109/bc64e0d9e0b54578ae96ee2d1ef11972.png
[https_github.com_da1234cao_tiny-os_tree_master_chapter8]: https://github.com/da1234cao/tiny-os/tree/master/chapter8
[1.]: https://zhuanlan.zhihu.com/p/36018663
[2. _Makefile]: https://seisman.github.io/how-to-write-makefile/overview.html
[3. _ Git]: http://www.ruanyifeng.com/blog/2015/12/git-cheat-sheet.html