对于一个计算机系统来讲，最重要的两个部分是cpu和内存。
一、linux内存管理子系统
包括内存管理模型、地址映射管理和物理地址分配管理
1.1、内核子系统简介
system call interface (SCI)、process management(pm)、memory management（mm）、arch、virtual file system（vfs）、network stack
1.2、内存管理模型
1.3、管理内容
1、虚拟地址与物理地址的映射
在编写裸机程序时，GPIO的控制寄存器地址指的就是物理地址，linux系统中使用的都是虚拟地址，malloc函数首先分配的也是虚拟地址。
2、物理内存的分配
2、地址映射管理
2.1、Linux虚拟地址空间分布
linux的地址空间分为内核空间和用户空间，内核空间又分为直接映射区、vmalloc区、永久内核映射区、固定映射区等。对于一个32位机的linux系统。，其地址空间为4G，其中0-3G为用户空间，3-4G为内核空间（内核空间的前896M为低端内存，高于896M的部分为高端内存。在内核空间的前896M，地址空间与物理空间是线性映射关系，而高128M是非线性映射关系。这样的目的是为了，解决1G的内核空间对大于1G物理内存的管理）。
直接映射区：在直接映射区对应的物理地址为虚拟地址减去3G。
vmalloc：可以访问低端区和高端区。
永久映射区：可以访问高端内存
固定映射区：虚拟地址与固定寄存器的映射区
2.2、虚拟地址转化为物理地址
对于32位虚拟地址，它的高10位，存放了页目录偏移量，低12位存放了物理页（4K）偏移量，中间10位存放了页表偏移量。物理页大小为4k，也可称为页帧或页框。
具体过程描述：首先设定一个基地址，基地址加上页目录偏移量，就是页表的基地址，再加上页表偏移量就是物理页的基地址，最后加上物理页偏移量就是要找的物理页地址，它的大小为4K。
3、物理内存分配
什么时候分配物理内存？
linux系统使用虚拟地址的方式来分配物理内存。比如说电影院有100个座位，你打算请人看电影。如果你只发100张票，也许只来50人，其它人有事不能来。所以，你要发200张票。而这200张票就是所谓的虚拟地址，而100个座位就是物理地址。拿到电影票的人不一定能得到座位。而虚拟内存管理的机制与此相似。分配了虚拟地址还未分配物理地址。
在linux中，用malloc分配的是虚拟地址，只有访问虚拟地址时，才会分配物理内存。
而在内核中的kmalloc，它会分配虚拟内存的同时分配物理内存，并一一对应。
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原文：http://blog.csdn.net/renren900207/article/details/21515565
