Как реализовать управление памятью в ядре?

Question

[Имя]

Не могу до конца понять как реализовать виртуальную память и как её выделять для ядра и процессов.
Сейчас меня интересует как реализовать управление памятью на уровне ядра.

Как я себе это представляю:
1. Делим доступную оперативную память на равные блоки (фрейм) по 4КБ.
2. Затем, если мы хотим в ядре выделить некий объём памяти под переменную, то мы ищем в памяти некоторое количество блоков (фреймов) суммарный размер которых не меньше запрашиваемого объёма памяти. Затем мы вносим адрес первого блока, количества блоков в
некую таблицу и отдаём адрес первого блока под данные этому процессу.

А будет ли оптимально каждый раз проходить по всем страницам памяти в поисках свободной?
Правильно ли отдавать сразу целую страницу если требуемый объём мал?

Как всё это реализовать? И вообще в чём я ошибаюсь?

Answer 1

[none7]

Процессоры x86-64 могут адресовать 256Тб виртуальной памяти. Будет ли оптимальным полный перебор всех блоков по 4к? Будет ли вообще приемлемо хранить информацию о каждом 4к блоке каждого процесса, при таком объёме виртуально памяти у каждого? Очевидно, что таблица свободных блоков проиндексированная по размеру необходима. Windows кстати во избежание разрастания этих таблиц выделяет виртуальную память блоками по 64к.
Обычно выделением виртуальной памяти под переменные занимается куча(heap), а приложению отдаёт память сколько попросят, независимо от размера блока виртуальной памяти. Естественно, что первое выделение не меньше одной страницы.