【发布时间】：2015-06-25 08:43:23
【问题描述】：
我不确定这个问题是否与主题相关（如果不是，我深表歉意），但我想知道在创建操作系统时如何完成内存管理。我的理解是：
- 操作系统提供内存管理。
- 任何编程语言（高于汇编语言，例如 C）都需要已托管的内存（用于堆栈帧和堆分配）。
这听起来很矛盾。如果编写内存管理器的工具首先需要内存管理器，那么如何编写内存管理器？必须在汇编中完成吗？
【问题讨论】：
标签： c memory-management operating-system
【发布时间】：2015-06-25 08:43:23
【问题描述】：
C 不需要托管内存。您可能正在考虑malloc 库函数，但这只是一个函数（虽然标准化以供用户 程序使用）。
一个易于实现的内存分配方案如下：
char * free_space;
void * kmalloc(size_t s) {
char * block = free_space;
free_space += s;
return block;
}
// free not possible
在初始化期间必须将指针free_space 设置为已知可用内存区域的开头。这可能由引导加载程序通过多重引导信息给出。
一个更复杂的例子可以在我很久以前写的this code for a kernel中找到。
一般内存管理分为多个阶段：
在初始化过程中，像上面这样的简单方案有助于设置更复杂的分配器，就像我写的那样。
此分配器仅提供固定大小的块（通常为 4Kb，有时也是此大小的倍数）。
当内存池被填满时，从更高级别的分配器请求这些块。此分配器是您通常通过malloc 调用的分配器。一个突出的例子是 Doug Lea 的 dlmalloc。
关于栈：编译后的代码做栈指针的递增和递减。但显然它必须在之前设置为一些可用空间。对于内核，在初始化期间，您通常将其设置在您知道是可用内存的某个位置，例如您的二进制文件的一部分。这是在汇编中完成的：
lea esp, kstack
; ...
call startup_kernel
; ...
[SECTION .bss]
resb 32768
kstack:
Startup code in assembly from the aforementioned kernel
对于稍后的进程，您可以使用内核内分配器分配一个或更多帧，并将堆栈设置为指向它的结尾（在递减堆栈的情况下）。这个来自another kernel 的示例显示了为新进程设置堆栈所做的工作（这高度依赖于实际的内核/任务切换代码）。 （在这种情况下，没有动态分配的内存，因为它在嵌入式场景中使用）。
【讨论】：
-
我明白了！但是仍然 - 为了调用您的 kmalloc 函数，函数的堆栈框架必须有一个调用堆栈，对吗？编译后的函数是否使用（和管理）堆栈寄存器，这样操作系统基本上只需要初始化堆栈段/指针寄存器？
操作系统需要为自己（内核）和用户管理内存。
您似乎在询问用户内存管理。这是通过管理分配给进程的页面来完成的。堆栈是通过分配页面进程来管理的。
堆内存管理（如 malloc）分两部分完成。为操作系统内核提供系统服务以将页面映射到进程。其次，库管理在这些页面中创建的一个或多个内存池。
【讨论】：