从零开始搭建环境编写操作系统 AT&T GCC （九）内存管理

最新推荐文章于 2025-01-18 20:44:43 发布

cheng7606535

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分类专栏： OranOS 文章标签：操作系统内存管理 gcc

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/cheng7606535/article/details/76993046

本文介绍了操作系统中内存管理的基本原理及其实现方法。通过分页技术管理内存，确保每个进程都能高效利用内存资源。文章详细解释了如何通过内存位图记录内存使用状态，并提供了具体的代码实现。

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　　到了十分乏味而又至关重要的部分了，想要一个操作系统运行起来，同时处理不同的程序，就要使用内存管理。
　　在开始之前，我们给Makefile中所有的gcc命令增加一个-fno-stack-protector，意思是不进行栈溢出检查，这是linux内核程序的一种防止栈溢出漏洞的机制，如果不加这一条指令，在使用栈的时候会发生__stack_chk_fail错误，具体详情百度 linux canary，这次我们做的东西跟linux半点关系都没有，所以就不赘述了。
　　更正一下内存分布图
　　这里写图片描述
把GDT放在0x80000处，这样GDT就一定够用了。GDT最大为64KB

gdt_size:   .word   31
gdt_base:   .long   0x80000 #定义GDT位置

一、内存管理的原理
　　为了让操作系统能够统一的管理内存，所以需要让操作系统知道每一个内存地址的使用情况，是可用的，还是不可用的，并采用分页的形式将其管理起来。具体来说就是将内存按一定的大小分为多个页面，这里所说的大小不是唯一的，可根据多方面的条件来权衡，在这里我们将页面大小定义为4KB，也就是4096B（通常情况下也是这样的）。我们假设最大内存为４GB（实际可以更大），采用一个byte来记录4KB的内存是否已经分配出，于是我们需要
　　0xffffffff÷0x1000=1048576 Bytes = 1024KB = 1MB，我们用0x100000～0x200000来存储这个表格。
　　一个Byte记录了4KB的内存空间，当第0位置1时，说明内存被使用了，置0说明尚未使用。
　　我们先把系统的框架完成，以后再来改进这些模块。
二、具体实现
　　新建memmory文件夹，新建memmory.c和memmory.h，添加进入makefile文件。
　　InitMMap()函数用于初始化系统内核所占用的内存，这部分内存永远为被使用，将InitMMap()加入main.c
　　void AllocatePages(int pages,app_memmory_struct *app_memmory)这是内存分配函数，实现原理是遍历内存表，找到连续的pages页内存，然后分配给结构体app_memmory_struct，将内存分配情况输出到屏幕左上角，结构体定义和声明位于下方。
　　void DeletePages(app_memmory_struct *app_memmory)//删除