内存管理功能不是操作系统具备的主要功能（内存管理有哪些主要功能）

现在的服务器大部分都是运行在Linux上面的，所以，作为一个程序员有必要简单地了解一下系统是如何运行的。对于内存部分需要知道：

1. 地址映射

2. 内存管理的方式

3. 缺页异常

先来看一些基本的知识，在进程看来，内存分为内核态和用户态两部分，经典比例如下：

从用户态到内核态一般通过系统调用、中断来实现。用户态的内存被划分为不同的区域用于不同的目的：

当然内核态也不会无差别地使用，所以，其划分如下：

下面来仔细看这些内存是如何管理的。

地址

在Linux内部的地址的映射过程为逻辑地址–>线性地址–>物理地址，物理地址最简单：地址总线中传输的数字信号，而线性地址和逻辑地址所表示的则是一种转换规则，线性地址规则如下：

这部分由MMU完成，其中涉及到主要的寄存器有CR0、CR3。机器指令中出现的是逻辑地址，逻辑地址规则如下：

在Linux中的逻辑地址等于线性地址，也就是说Inter为了兼容把事情搞得很复杂，Linux简化顺便偷个懒。

内存管理的方式

在系统boot的时候会去探测内存的大小和情况，在建立复杂的结构之前，需要用一个简单的方式来管理这些内存，这就是bootmem，简单来说就是位图，不过其中也有一些优化的思路。

bootmem再怎么优化，效率都不高，在要分配内存的时候毕竟是要去遍历，buddy系统刚好能解决这个问题：在内部保存一些2的幂次大小的空闲内存片段，如果要分配3page，去4page的列表里面取一个，分配3个之后将剩下的1个放回去，内存释放的过程刚好是一个逆过程。用一个图来表示：

可以看到0、4、5、6、7都是正在使用的，那么，1、2被释放的时候，他们会合并吗？

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