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ChCore内存管理实验:伙伴系统与虚拟内存实现
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更新于2024-08-07
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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。
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