HelloChina内存管理机制总结

内存管理机制是操作系统最复杂最核心的机制，对任何操作系统来说，内存管理机制的好坏，将直接影响操作系统的整体效率。作为面向智能领域的操作系统，Hello China实现了比较灵活的内存管理机制，把整个内存空间分成了几个区域，采取不同的算法对其进行管理：

（1）操作系统保留区域和操作系统核心代码加载区域，即内存的起始2MB内存空间（起始的1MB内存空间保留未用）。这2MB的内存空间不能分配，操作系统加载的时候自动占用。

（2）核心内存池，进一步又分为以4KB为单位进行分配的内存池和以任意尺寸进行分配的内存池。其中以4KB为单位分配的内存池，是供驱动程序、文件系统等需要大量内存作为缓冲的功能实体使用的。而以任意尺寸分配的内存池，则是操作系统核心使用的，用于分配尺寸大小变化很大的核心数据结构。这两个内存池通过统一的接口——KmemAlloc和KmemFree两个函数——进行操作。同时通过宏定义，可灵活调整核心内存池的起始地址和大小。

（3）分页内存池，除去上述（1）和（2）之外的内存区域。这个区域的内存，以CPU的页尺寸为大小（比如4KB）进行管理和分配，一个页框管理对象对所有处于这个范围的物理内存进行统一管理。这部分内存可供应用程序使用，也可以供操作系统加载应用程序使用。操作系统内核可通过调用页框管理对象提供的函数，来分配和释放这个范围内的内存（以页面为单位）。但应用程序不能直接调用页框管理器提供的服务，而只能调用VirtualAlloc来分配这个范围内的内存。由于VirtualAlloc的局限（只能分配尺寸为页面大小整数倍的内存），Hello China又实现了线程本地堆机制，应用程序（线程）可通过malloc和free等符合ANSI C函数库标准的接口，来灵活分配和释放这个区域的内存。(www.xing528.com)

（4）如果启用了虚拟内存功能，操作系统提供VirtualAlloc和VirtualFree等函数，来动态地在整个虚拟内存空间（对32位CPU来说，是4GB）范围内预留和释放内存区域。在预留和释放内存区域的时候，可以设置特定的标志位，控制VirtualAlloc等函数的行为。比如可以只预留虚拟内存空间而不分配实际的物理内存（设备驱动程序经常使用该功能），或者在预留虚拟内存空间时分配对应大小的物理内存，等等。VirtualAlloc通过调用页框管理器提供的服务，来分配物理内存。页索引对象实现了虚拟内存到物理内存的映射管理。

之所以按区域划分内存，并通过不同的机制来分别进行管理，是为了能够满足各种场景下的需要。当然，内存划分模式是由源代码中的宏定义来控制的，读者可以通过修改这些宏定义，来控制每个区域的大小和起始位置，甚至取消某个或几个区域。这样的实现方式，为用户提供了最大可能的灵活性。