linux 内存管理

https://objectkuan.gitbooks.io/ucore-docs/content/lab2/lab2_3_3_3_phymem_pagelevel.html

http://www.voidcn.com/blog/xiaolei1982/article/p-843929.html

http://duartes.org/gustavo/blog/post/intel-cpu-caches/

http://luodw.cc/2016/02/17/malloc/

http://edsionte.com/techblog/archives/3937

http://guojing.me/linux-kernel-architecture/posts/memory-address/

http://ilinuxkernel.com/?p=1013

http://shuaihanhungry.github.io/2015/11/17/Linux%E5%86%85%E5%AD%98%E7%AE%A1%E7%90%86%E4%B9%8Bslab%E5%88%86%E9%85%8D%E5%99%A8/

http://www.secretmango.com/jimb/Whitepapers/slabs/slab.html

http://abcdxyzk.github.io/blog/2015/04/18/kernel-mm-vm-rm/

http://www.jb51.net/LINUXjishu/386344.html

0、概念

在高级语言中，变量名是一串字符（符号）；在可执行文件中，变量是地址（段偏移量）表示。

1、逻辑地址、线性地址、物理地址的区别

了解这三个地址的区别前，了解下计算机的发展史。刚开始的机器是16位，这里的16位是指寄存器可存储的位数。由于受限于寄存器的位数，计算机的最大寻址范围为[0~2^16]。但是 机器的物理地址线有20根。从地址根数角度考虑，系统可寻址的范围为0~2^20。这就产生了一个问题，如何在16位寄存器的系统中，寻址20位的物理地址。答案是用两个寄存器合成一个地址，16位的段基址和16位的偏移量。20位的线性地址=16位的段基址*2^4 + 16位的偏移地址。尽管后来机器从16位变成了32位、甚至64位，为了兼容，依然保留这种段寻址方式。线性地址（虚拟地址）是为了解决将不同进程的地址空间区分开引入的，也就是保护模式。对于32位系统，每个进程都有2^32（4G）地址空间。她们之间的转换关系如下：逻辑地址->线性地址->物理地址。逻辑地址=段基址：偏移量。 指令中的地址是逻辑地址中偏移量。因此，cpu执行指令时接触到的是逻辑地址；线性地址也就是虚拟地址。每个进程都有相同的线性地址范围，对于32位系统，线性地址空间是[0~2^32]；物理地址：cpu送到地址线的地址。

2、进程地址空间、用户地址空间、内核地址空间（只分析32位系统）

进程地址空间就是指进程的线程地址范围0~4G，其中0~3G是用户地址空间，3G~4G是内核地址空间。当进程在用户模式下执行的时候，产生的是用户地址空间，访问局部物理内存（用户有权访问的）当进程在内核模式执行时，可访问全部物理内存，如果物理内存有16G，则内核需能够用1G的地址空间[3G~4G]访问16G物理地址，这里涉及到的技术我们稍后讨论。

3、内部碎片、外部碎片

内部碎片是指一个存储空间单位（通常指一页）被占用，但是并没有占用满。比如一页4k，只存储了10B。（slab layer 很好的解决了内部碎片）

外部碎片是指一些存储空间并没有被占用，但是由于它们没有连续，而无法被分配（伙伴系统很好的避免了外部碎片）

4、问题

内核地址空间 如何映射到物理地址