内存管理与二级页面映射

内存管理
我们下面讨论的内存均为物理内存。
内存管理方案：
1、分区：程序加载时，将程序加载到一块分区上。
（1）、固定分区（内部碎片；操作系统启动前已经分配好）
大小相等的固定分区
大小不等的固定分区
（2）、动态分区（外部碎片；进程执行时，才会动态分配内存空间）
2、分页
类似于大小相等的固定分区，系统初始化时，将内存划分为大小相等的页帧(4k),程序在磁盘上的存储，也是按照4k的页面进行存储。加载程序时，操作系统为每一个进程维护一个页表。一个进程可以不连续的在内存上占据多个页帧
3、分段
加载程序时，根据程序的段，将程序加载到内存上，操作系统为每一个进程维护一个段表，一个进程可以不连续的在内存上占据多个段。

分页与分段的区别：每一个页帧的大小是固定的，而每个段是根据程序的段分大小，大小不固定。

4、伙伴系统
分配时，根据请求的大小将内存空间不断地折半，直到以最小的空间分配给请求的进程，回收空间时，如果左或者右又跟它大小相等的空闲区块就合并成一个大的区块，可以一直合并，直到左右没有等大的空闲区块为止。（实现时可使用二叉树）
5、交换分区
交换分区就是在磁盘上扩展的内存空间，但是这块空间是以内存的方式来管理的，作为对内存的补充。当内存空间不足时，才会将内存上的部分数据交换到交换分区上，这种交换的方法成为MMU，使得内存上驻留更多的进程，也可以执行比内存大的进程。

X86下的地址映射

1、实地址模式：
DS << 4 + IP = 物理地址
段基址 逻辑地址/偏移地址/偏移量
80386之前 没有操作系统时

为了防止恶意篡改IP值导致系统崩溃，从80386有了操作系统之后开始更新成了保存基址大小权限的方式寻址

在原有的基础上加了GDTR(存放基址大小和权限)、LDTR，并将原16位IP寄存器换成了IPE 32位的寄存器，原来的DS,CS,SS寄存器就用来存放GDTR数组的下标值(前13位)

GDTR（32位）：全局段描述符表寄存器
LDTR（32位）：局部段描述符表寄存器

2、保护地址模式：