我想设计一种分配和释放内存页和页表的算法。哪些数据结构可以实现最佳性能和最简单的实现？
【问题讨论】：
标签： c++ c linux algorithm memory-management
毫不奇怪，最常见的算法和数据结构称为page table。最基本的，它由一个将虚拟地址空间块映射到物理地址空间块的数组组成；未分配的页面设置为空。当一个进程试图访问未映射的内存时，系统会获取一个以前未使用的物理内存块并将其映射到页表中。
由于大多数虚拟内存空间对于单级页表来说太大了（具有 4k 页的 32 位机器需要 32 位 *（2^32 字节 / 4 KB）=每个虚拟地址空间 4 兆字节，而 64第一个需要成倍增加），使用多级页表：顶层由指向二级页表的指针组成，这些指针指向物理内存的实际区域（可能具有更多的间接级别）。这允许系统在大面积未使用的地址空间时节省页表上的内存。
【讨论】：
尽管操作系统通常实现页表，但更简单的解决方案可能是这样的。
有一个大的连续内存作为数组。当您分配一些内存时，将该信息保存在一个链表中，该链表存储数组的索引和数据部分的长度。
在构建链表时，确保它是按索引排序的。
当你想分配内存时，扫描链表，这将花费 O(N)。其中 N 是已经完成的分配。
删除将扫描数组中的特定索引并删除链表中的节点。
一旦节点被删除，就有一个包含这些空闲分配的单独链表。
插入将如下所示。 1. 如果请求的大小列表中有元素，则检查空闲列表。 2.如果没有，则在链表的最后一个元素之后分配内存
删除将像这样进行， 1. 将节点移动到空闲列表中。
确保空闲列表和链表在索引上排序。
这种方法不能解决内存分配器中的碎片问题。一种简单的方法是使用压缩。定期扫描空闲节点链表，对每个元素移动数组中的元素，并适当更新链表中节点的索引。
【讨论】：