Linux0.11内核内存管理详解：线性地址空间的划分与初始化

"本文主要探讨Linux内核对线性地址空间的使用，特别是针对早期版本的Linux 0.11的内存管理。内容包括内存管理的概述、关键代码分析以及进一步的理解，涉及到内存布局和初始化、分页内存管理和进程与内存管理的关系。" Linux内核对线性地址空间的使用在早期版本如Linux 0.11中至关重要，因为它决定了系统如何有效地分配和管理有限的硬件资源。内存管理概述主要涉及内存的布局、初始化以及基于分页的内存管理系统。 内存使用的布局和初始化是内核设计的基础。在Linux 0.11中，内存被分为四个主要部分：内核区、缓冲区、虚拟盘（可选）和主内存区。内核区从物理地址0开始，包含内核代码，由于内核经常被调用，故常驻内存以提高效率。缓冲区是为文件系统服务，提供缓冲机制，帮助减少I/O操作。虚拟盘是一个可选的内存区域，用于模拟磁盘。主内存区是为新进程分配的，操作系统负责这部分内存的分配和回收。 内存初始化在`init/main.c`中完成。扩展内存的实际大小存储在地址0x90002的2字节中，由BIOS提供。`memory_end`变量用于表示总内存大小，通过计算和调整确保它以4KB对齐，并且不超过16MB的最大限制。若内存大于12MB，将缓冲区分配至4MB；若介于6MB到12MB之间，则分配2MB；小于6MB则分配1MB。 内存管理的主要代码集中在`mm/memory.c`和`mm/page.s`。这些代码实现了分页机制，将物理内存划分为固定大小的页，便于分配和回收。分页机制使得内核可以高效地管理内存，同时提供了内存保护，防止进程间数据的非法访问。 进一步理解内存管理，需要关注`kernel/fork.c`和`lib/malloc.c`。`fork.c`中的代码处理进程创建，涉及到内存的复制和映射，确保新进程拥有与父进程相同的内存视图。而`malloc.c`则实现了动态内存分配，允许程序在运行时请求额外的内存。 在Linux 0.11中，进程与内存管理的关联体现在每个进程都有自己的虚拟地址空间，这些空间映射到共享的物理内存。内核通过页表维护这种映射关系，当进程请求内存时，内核会分配相应的物理页并建立映射。 总结起来，Linux 0.11的内存管理策略是精心设计的，考虑了内存的布局、初始化、分页以及进程的需求。这些基础设计原则在后续的Linux内核版本中得到了发展和优化，成为了现代操作系统内存管理的核心组成部分。