Linux系统中分为几大模块：进程调度、内存管理、进程通信、文件系统、网络模块；各个模块之间都有一定的联系，就像蜘蛛网一样，所以这也是为什么Linux内核那么难理解，因为不知道从哪里开始着手去学习。很多人会跟着系统上电启动 BIOS-->bootsect-->setup-->head-->main-->.....来学习，但是最后会发现当你在看main的时候你必须知道其他模块大概工作情况，要不然根本不知道为什么要这么做（也许其中的C代码和汇编你都能看懂，但真正含义其不知道）。注意下：下面的blog中涉及到的操作系统都是选择0.11版的Linux系统；

前言

        所幸的是我最开始入手选择了内存管理，而内存管理和其他模块联系就相对小一些（没看完其他模块，但感觉和其他模块联系不是很大），只有页面中断和进程那两个模块有些关系。好了，现在开始介绍下内存管理模块了（其实也是梳理下我的知识点）。

        最开始的地方是在head汇编中，如果看boot中那三个汇编的应该记得（那三个汇编还是比较重要的）。首先是分页机制，在CR0的第31位(PG位)置1表示开启分页机制，顺便也介绍下其他几个控制寄存器：CR1保留，没用；CR2 用来记录页面异常时线性地址（不懂没关系，后面会介绍）；CR3当前CPU使用的页目录表的地址（有此可见系统中不仅仅只有一个页目录表，但是在某一时刻有效的页目录表只有一个）；当然有关页面操作的前提是CR0的第31位必须打开，也就是必须是在分页机制开启的时候那几个控制寄存器才有效。

        分页机制最最基础的就是把内存空间以4kb为单位分成多个页。

系统内存总分布

       在Linux系统中全部内存分布情况为：

        在setup汇编中已经把系统内核代码从0x100000移动到从0地址开始的1MB地址内，再根据main函数中设置内存不超过16MB，所以这里就拿16MB内存为例子；整个内存分布情况为：内核代码及系统数据使用0～1MB ------ 高速缓存使用1～4MB ------ 虚拟内存4MB～xxx（如果有虚拟内存）------ 主内存区xxx～16MB；具体的设置在main函数有，可以自己查看下。如果大于16MB内存那么就会限制只使用低16MB地址内存，大于16MB的内存将会废掉；如果想使用大于16MB，那么就要在main函数中和head汇编中修改下（具体修改就要自己动手了）

分页机制名词介绍

        页目录表：由1024个目录项组成，每个目录项是4个字节组成，目录项中内容为页表结构的起始地址前20位（因为页表结构是2^12，所以低12位可以忽略）和该页表的属性组成；

        页表：页表和页目录表和相似，都是由1024个表项组成，每个表项由4个字节组成，页表项中存放的内容为物理页的起始地址的前20位（因为物理页大小为 2^12，所以低12位可以忽略）和该物理页面的属性组成；

        物理页面：一般是在主内存区中以4kb的倍数为起始地址，大小为4kb的连续内存地址（这里假设没有虚拟内存）；

        表项：表项分为页目录表项和页表表项，其中格式都是一样的。前20位页框地址，后12位表示对于页面的属性；表项结构如下：

        若是页目录项：页框地址中的前20位表示的是页表的物理起始地址中的前20位（这里有几个重点的：1、表示的是页表的物理地址，而不是线性地址，这两个地址关系后面再分析；2、是起始地址，因为一个页表是4kb大小，所以一个页表就有4kb个地址（一个字节对于一个地址嘛），而起始地址表示偏移量为0的地址；3、前20位，因为分页机制中页（不管是页目录还是页表或者物理页）都是以4kb的倍数为起始地址的，也就是说页的起始地址的低12位全部为0，2^12= 4kb）；

        若是页表项：页框地址中的前20位表示的是物理页的物理起始地址中的前20位；

        低12位则用来表示相应的页的一些属性：p == 是否存在（1 存在；0不存在 == 缺页中断）；r/w == 是否可读可写（默认都是可读的，1表示页面可写）；u/s == 是否是超级用户（这个到现在还没有怎么用到，1表示超级用户）；A == 是否访问，D == 是否修改（这两个位一般由硬件来处理）； 

        下面是页目录表、页表、物理页的宏观关系图：

分页机制本质