Gerenciamento de memória

Gerenciamento de memória
O Linux utiliza memória virtual, que possui, pelo menos, 4 funções básicas:
• (i) assegurar que cada aplicação (processo) tenha seu próprio espaço de endereçamento, começando em zero-problema de relocação59 60 ;
• (ii) proteção de memória, para impedir que um processo utilize um endereço de memória que não lhe pertença 60 ;
• (iii) compartilhamento de memória—processos diferentes podem compartilhar código ou dados;60
• (iv) possibilitar que uma aplicação utilize mais memória do que a fisicamente existente (essa é a função mais óbvia).
Seu código divide-se em duas partes. Uma é dependente da arquitetura, onde são definidos o endereçamento — virtual e físico, o tamanho de página e o tratamento das tabelas de páginas. Na parte independente ficam o controle de alocação e liberação de memória e o esquema de substituição páginas.
O Linux utiliza tamanhos de páginas de acordo com a arquitetura. Os processadores x86 utilizam páginas de 4 KiB (padrão), 2 MiB (caso seja utilizado o recurso de Extensão de Endereço de Página (em inglês: Page Address Extension PAE) – da Intel) ou de 4 MiB. Nas arquiteturas RISCo tamanho padrão é de 8 KiB, mas não é o único.
O endereçamento virtual é dividido em espaço do usuário e espaço do núcleo. O primeiro é privativo de cada processo, com início no endereço lógico zero e terminando no endereço determinado pela macro PAGE_OFFSET . O espaço do núcleo é único e começa depois do espaço do usuário. Na arquitetura x86 PAGE_OFFSET determina um valor de 3 GiB para o espaço do usuário e 1 GiB para o espaço do núcleo.
O código do Linux é carregado no início do espaço do núcleo, sendo seguido pela área fisicamente mapeável (mem_map, estrutura que indexa as páginas físicas e as páginas propriamente ditas). Na arquitetura x86, os últimos 128 MiB do espaço do núcleo são reservados para alocação de memória não contígua e memória alta, limitando a memória física endereçável pelo Linux, na compilação padrão, a 896 MiB.
Um