Менеджер памяти.

что-то неопнятно

у тебя все процессы находятся в одном адресном пространстве и как?
мне кажется лучше чтобы для каждого процесса своя память.

для каждой физической страницы или виртуальной? а зачем детально?

ты наверно хотел спросить "как метить занятые страницы?"
мой мнение: держать в некоторой области физической памяти битовую карту всей физической памяти (где-нибудь в младших адресах), которую могут видеть все процессы и которая будет спроецирована на те же виртуальные адреса каждого процесса (так проще).

конкретнее вопрос надо задавать....

Каждый процесс в своем адресном пространстве.
Просто целыми страницами каждый раз выделять это больно расточительно, поэтому надо как-то помешать сколько чего выделено в какой странице.
Только как лучше это сделать-разбить страницу на блоки или писать размер выделенного?

ну это просто глупо! придумать как помечать занятые места на странице - вот что расточительно. Это будет настолько сложно (я думаю что невозможно) и тратить на это такты процессора и это просто не "окупится". Во всем известной Windows выделяемая память всегда кратна 4 КБ и всё вроде нормально (даже если ты выделишь 5 байтов памяти всё равно выделится 4 КБ)........
P.S. и тем более на всех нынешних более менее современных машинах стоит как минимум 256 МБ оперативки

Всего то?
Я думал менеджер памяти будет куда геморойнее!
А на счет того что ведь функции free передается просто адрес, то так как надо отмечать диапазон, чтобы корректно освободить их все, то я думаю вместо битовой карты использовать структуру с ролями описывающими владельца для каждой страницы и конец выделенного блока.
Как это делается на самом деле?

Но в мастдае и линухе выделенная память не кратна 0х1000 как было упомянуто-она кратна 16 байтам!

Смотря чем выделенная.
В ОС память выделяется так: если надо 16 байт, вэделяем страницу, а потом в специальной таблице пишем что в этой странице много яцеек по 16 байт, и когда следующий раз понядобится еще 16 байт, система заберет их уже из этой таблицы. В реале в линуксе выделится не 16 байт каздый раз, поскольку перед каждым блоком, который отдается программе, есть блок, в котором указан указатель на следующий пустой, если пустых нет, то он равен нулю.
В этом случае система при отстутствии пустых ячеек выделит еще одну страницу и указатель на нее запишет вместо этого нуля.

но ведь всё равно реально выделится страница виртуальной и физической памяти. Даже если ты выделишь память 16 байт например по адресу 0х00010000 в режиме чтения и записи, то всё равно можно будет обратиться по адресу 0х00010025 с операцией записи (там просто могут находиться данные которые используют другие потоки).
to artyom-tyanutov:
выделять память с точностью в 1 байт это глупо

Да я и не отрицаю..
Выделить память по конкретному адресу можно только страницами. Если выделать блоками, то перед блоком обычно идет 8 байт (реально надо 6, но это для выравнивания 8)

Управление физическими и виртуальными страницами - низкий уровень.
Выделение памяти приложению - высокий уровень.
Это разные уровни.

А тогда в memory map'е хранить битовую карту или id владельцев страниц?
При последнем удобнее освобождать память после завершения процесса, но первое компактнее и узнать где чья страничка сложнее.

А зачем собственно хранить владельца??
Можно поступить так: все, что выше какого-то адреса - владения ядра, все что ниже - владения пользователя. Это касается виртуальной памяти. При завершении процесса просто пройтись по PDE+PTE, которые относятся к пользователю и поудалять страницы виртуальной памяти. При удалении страниц виртуальной памяти сразу освобождать соответствующую им физическую память.
В этом случае можно просто ограничиться одной таблицей для физической памяти, в которой хранить занятость страницы и размер блока. Для занятых блоков во всех элементах прописывать "занято" (0x80000000), а для первого это значение еще OR`ить с размером блока. То же самое для свободных блоков, только без флага "занято". Для одного Гб физической памяти такая страница занимает 1 Мб, не так уж и много..

для совместно используемых страниц такой вид карты не прокатит .

Shared-страниц? В этом случае можно в дескрипторах страницы указать что она Shared, и создать счетчик исползования страницы, при освобождении из одного процесса уменьшать его на 1, когда он станет равным нулю освободить физическую память под эту страницу.

а не проще сразу карту памяти со счётчиком делать ?
0- страница свободна ;
х<max - кол-во ниток использующих страницу ;
x>=max - специальные значения ;
старший бит - флаг разрешения перемещения страницы (чтоб не свопить ядро и драва :) ) ;

В этом случае:
+ в таблице прописано количество тредов
- намного больше времени на выделение блоков физической памяти больше одной страницы
? и зачем флаг разрешения перемещения страницы ? Можно просто не свопать все верхние страницы памяти

виртуально страницы выделять сразу все 4 гига (за некоторым вычетом) , а физические выделять по мере необходимости .
что значит верхние - нижние ?

Выделять сразу 4 гига неэффективно, т.к. для этого уйдет 4 мб на прогу. Это пренебрегая расшареностью памяти ядра.
Под верхней памятью я имелл ввиду верхние адреса, те что не принадлежат пользовательским сегментам кода и данных.

каталог таблиц + таблица страниц (больше трех-четырех ненадо , остальные по мере необходимости создаются и заполняются) = (4|5)*4=16|20 кб .
зачем ядро в пользовательском пространстве вообще ?

Ядро не в пользовательском режиме, но для обеих режимов таблица PDE одна и та же. А значит в каждом процессе должна быть прошарена память ядра. Подсистема управления свопом не должна обращать внимания на память ядра, а свопать только память самой проги. Хотя даже в NT, например, это не так, но для своей ОС вполне подойдет такой принцип.

Пора прекращать холивар, в принципе обсудили несколько вариантов нормальной организации памяти, и хватит.

если таблицы для каждого процесса разные , то это не обязательно .нечего делать ядру в адресном пространстве пользовательского процесса .

А монтировать страницы лучше по последнему не занятому адресу или куда попало, тоесть по физическому?

при страничной адресации и правильно сделаной карте памяти нет никакого дела до физического размещения .

Да я в курсе, имел в виду пусть какая-то прога запросила страницу памяти, в карте найду ее физический адрес, так вот ее монтировать по физическому адресу или по первому "пустому" виртуальному?

когда приложения пытается обратится к несуществующей странице происходит исключетие PF - ошибка страницы . в обработчик передаётся линейный адрес . по этому адресу определяеш место в таблицах куда и монтируеш страничку .

1) А сколько надо оставить места для числа процессов, использующих одну страницу?
Байта хватит?
2) Известно что маллок перед выделенным блоком помещает 4 байта с указателем на следующий блок.
А как тогда помечать свободно/занято ведь указатель нужен один фиг?
Попробую предположить что можно это делать 7-м от 0 битом ведь например в мастдае 2 Гб максимум на прогу поэтому последний бит свободен.
Так?

2)
А зачем помечать?? Есть массив(таблица), каждый его элемент - указатель на свободный блок заданного размера. В этом блоке первые 4 байта - указатель на следующий свободный блок, и.т.д в конце - ноль. Каждый элемент массива отвечает за список блоков определенной длины. Т.е. элементы массива будут для блоков длины 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024, 2048 байт. Для длин 4096+ память выделяется страницами в обход этой таблицы.
Занятые блоки не связаны в список, и у них эти 4 байта обозначают размер. Т.е. когда нужно удалить блок смотрим размер этого блока, потом вместо него записываем указатель, который хранится в таблице, а в таблицу вместо него ставим указатель на только что освободившийся блок.
Когда нужно выделить блок, берем тот блок, адрес которого сейчас в таблице, а вместо этого адреса в таблицу пишем значение первых четырех байт этого блока. А в первые четыре байта этого блока пишем его размер (16,32, ..., а не то, сколько программа попросила)

И где держать эту таблицу?
А если все блоки объединить в список а занятые помечать 7-ым битом как я сказал?
Так и расколоть блок без проблем если что можно, так на много проще, не тратится место под таблицу да и тормознее ли он вообще(проц'у я думаю пофиг по какому адресу mov'ать)?

Таблица из 8-ми DWORD-ов всего... Я бы поместил ее в структуру, описывающую процесс. Еще надо создать отдельную таблицу для памяти ядра, общую для всех процессов.
В твоем методе один минус: когда надо будет удалить память, ты не будешь знать ее размера. Кроме того если у тебя будет одна цепочка для занятых, и одна для свободных, то очень много времени займет поиск свободного блока заданного размера... Очень неэффективно.
Тот способ, что я описал работает в этом плане намного эффективней.

Кроме того 32 байта на процесс (размер таблицы) не сильно нагрузит память ))

Чет я не понял-ты сказал что в таблице содержатся указатели на свободные блоки, тогда почему их только 8?
И я предлагал одну цепочку и для занятых, и для свободных блоков, поэтому размер я знать буду.

Спасибо всем, вроде написал что-то работающее