ChCore内存管理实验：伙伴系统与虚拟内存实现

本章主要介绍了ChCore操作系统中的实验2：内存管理，这是一个关键的部分，涉及三个核心任务。首先，物理内存管理是基础，ChCore采用伙伴系统来管理和分配内存，以4KB为单位（PAGE_SIZE），确保内存的高效利用。伙伴系统的主要操作包括添加物理页、删除页面、以及伙伴块的合并与分裂，这些功能的实现有助于优化内存分配策略。 其次，虚拟内存映射是实验的另一个核心内容。ChCore支持MMU（内存管理单元）和虚拟内存，通过设置页表实现虚拟地址到物理地址的映射。参与者需要掌握ARM架构中的页表配置和MMU翻译机制，这涉及到操作系统底层的内存抽象和保护机制，确保程序执行时能正确访问内存。 最后，内核地址空间的管理是实验的重要环节。实验者需要为内核分配新的虚拟内存，并理解如何在ChCore中区分和隔离内核空间和用户空间，这对于系统的安全性和稳定性至关重要。实验通过`makegrade`命令来评估代码部分的完成情况，满分100分。 图20.1展示了ChCore的物理内存布局，包括bootloader区域、CPU栈和其他预留区域。每个CPU栈占用4KB的空间，底部区域被特别标记，而img_start（通常为0x80000）以上的区域用于动态内存分配。 在进行实验时，建议读者刘雲天阅读并提供反馈，以确保理解和实践的准确性。实验不仅考察了对内存管理原理的理解，也锻炼了编写和调试操作系统内核代码的能力。完成这个实验将深入理解操作系统内存管理的底层实现和工作原理。