抄写Linux源码(Day11：设置内存管理机制)
根据 Day9 阅读的 Shell 程序分析
为了支持 shell 程序的执行，我们需要提供：
1.缺页中断(不理解为什么要这个东西，只是闪客说需要，后边再说)
2.硬盘驱动、文件系统 (shell程序一开始是存放在磁盘里的，所以需要这两个东西)
3.fork,execve, wait 这三个系统调用，也可以说是 进程调度 (否则无法 halt shell 程序并且启动另外的程序)
4.键盘驱动、VGA/console/uart 驱动、中断处理 (支持键盘输入和屏幕显示)
在 Day10，我们已经能够在内核层面，在 CPU 刚启动时打印字符串。
那么首先要实现啥呢，我们作个弊，看看闪客的文章目录
在第十二回，看到 “管理内存”。
再看看需求3
3.fork,execve, wait 这三个系统调用，也可以说是 进程调度 (否则无法 halt shell 程序并且启动另外的程序)
哦对了！shell 在启动其它进程的时候，应该要切换内存空间，也就是切换页表！所以实际上为了支持进程调度，我们这里还应该要支持 5. 内存管理。
那就先从 第十二回 入手吧。
(先不论到底是怎么从 MBR 进入 main 函数的) 进入 main 函数后，可以看到如上图的代码
这里干的事情简单来说，就是给内存做个划分，举例 memory_end = 8M，那么内存划分的样子就如上图
其实就是定了三个箭头所指向的地址的三个边界变量。
随后的 mem_init 和 buffer_init 则是用来管理和分配 主内存区 和 缓冲区 的
今天只看 mem_init 。。。
后续建议继续看闪客的文章，这里只记录重点：
1M 以下的内存这个数组干脆没有记录，这里的内存是无需管理的，或者换个说法是无权管理的，也就是没有权利申请和释放，因为这个区域是内核代码所在的地方，不能被“污染”。
1M 到 2M 这个区间是缓冲区，2M 是缓冲区的末端，缓冲区的开始在哪里之后再说，这些地方不是主内存区域，因此直接标记为 USED，产生的效果就是无法再被分配了。
2M 以上的空间是主内存区域，而主内存目前没有任何程序申请，所以初始化时统统都是零，未来等着应用程序去申请和释放这里的内存资源。
另外，内核中有了内存管理的代码，相应的，就得提供应用程序申请内存时，用来相应内存申请的代码
新增一个需求：7.应用程序申请内存的接口
Linux0.11 中，有申请内存相关的代码，位于 memory.c: get_free_page()，如下：
// 这个函数的主要功能就是选择 mem_map 中的首个空闲页面，并标记为已使用
unsigned long get_free_page(void)
{
register unsigned long __res asm("ax");
__asm__("std ; repne ; scasb\n\t"
"jne 1f\n\t"
"movb $1,1(%%edi)\n\t"
"sall $12,%%ecx\n\t"
"addl %2,%%ecx\n\t"
"movl %%ecx,%%edx\n\t"
"movl $1024,%%ecx\n\t"
"leal 4092(%%edx),%%edi\n\t"
"rep ; stosl\n\t"
" movl %%edx,%%eax\n"
"1: cld"
:"=a" (__res)
:"0" (0),"i" (LOW_MEM),"c" (PAGING_PAGES),
"D" (mem_map+PAGING_PAGES-1)
);
return __res;
}
可以看到代码中访问了 mem_map 数组，现在看不懂不要紧，后边再说
更新的需求列表。为了支持 shell 程序的执行，我们需要提供：
1.缺页中断(不理解为什么要这个东西，只是闪客说需要，后边再说)
2.硬盘驱动、文件系统 (shell程序一开始是存放在磁盘里的，所以需要这两个东西)
3.fork,execve, wait 这三个系统调用，也可以说是 进程调度 (否则无法 halt shell 程序并且启动另外的程序)
4.键盘驱动、VGA/console/uart 驱动、中断处理 (支持键盘输入和屏幕显示)
5.内存管理 (shell 启动其它进程时，不能共用内存，而是切换其它进程的页表)
6.为了写代码方便，我们需要从 MBR 进入到 main 函数，这也是从 汇编 切换到 C 语言
7.应用程序申请内存的接口