linux2.6 内存管理——概述

在紧接着相当长的篇幅中，都是围绕着Linux如何管理内存进行阐述，在内核中分配内存并不是一件非常容易的事情，因为在此过程中必须遵从内核特定的状态约束。linux内存管理建立在基本的分页机制基础上，在linux内核中RAM的某些部分将会永久的分配给内核，并用来存放内核代码以及静态内核数据结构。RAM的其余部分称为动态内存，这不仅是进程所需的宝贵资源，也是内核本身所需的宝贵资源。实际上，整个系统的性能取决于如何有效地管理动态内存。因此，现在所有多任务操作系统都在经历优化对动态内存的使用，也就是说，尽可能做到当要时分配，不需要时释放。在这个过程中涉及到的术语较多，如页框、内核映射、伙伴系统、Slab高速缓存和内存池等。

同时，内存管理是os中最复杂的管理机制之一，同时也是内核最重要的一部分。linux中采用了很多有效的管理方法，包括页表管理、高端内存（临时映射区、固定映射区、永久映射区、非连续内存区）管理、为减小外部碎片的伙伴系统、为减小内部碎片的slab机制、伙伴系统未建立之前的页面分配制度以及紧急内存管理等等。这些在后面的具体章节会详细进行分析阐述。一般情况下，Linux系统中，进程的4GB内存空间被划分成为两个部分------用户空间和内核空间，大小分别为0~3G，3~4G。用户进程通常情况下，只能访问用户空间的虚拟地址，不能访问到内核空间。每个进程的用户空间都是完全独立、互不相干的，用户进程各自有不同的页表。而内核空间是由内核负责映射，它并不会跟着进程改变，是固定的。内核空间地址有自己对应的页表，内核的虚拟空间独立于其他程序。下图为Linux内存管理架构图，图来自http://bbs.chinaunix.net/thread-2018659-2-1.html，基本上说明了内存管理概况，详尽阐述见以后章节。

参考文献：1、《深入Linux内核架构》；2、《深入理解Linux内核》；3、《Linux内核设计与实现》；4、《Linux内核设计的艺术》；