本文主要介紹內存的基本概念以及操作系統(tǒng)的內存管理算法。

　　一、內存的基本概念

　　內存是計算機系統(tǒng)中除了處理器以外最重要的資源，用于存儲當前正在執(zhí)行的程序和數據。內存是相對于 CPU 來說的，CPU 可以直接尋址的存儲空間叫做內存，CPU 需要通過驅動才能訪問的叫做外存。

　　二、ROM&RAM&Flash

　　內存一般采用半導體存儲單元，分為只讀存儲器（ROM，Read Only Memory）、隨機存儲器（RAM，Random Access Memory）ROM 一般只能讀取不能寫入，掉電后其中的數據也不會丟失。RAM 既可以從中讀取也可以寫入，但是掉電后其中的數據會丟失。內存一般指的就是 RAM。 ROM 在嵌入式系統(tǒng)中一般用于存儲 BootLoader 以及操作系統(tǒng)或者程序代碼或者直接當硬盤使用。近年來閃存（Flash）已經全面代替了 ROM 在嵌入式系統(tǒng)中的地位，它結合了 ROM 和 RAM 的長處，不僅具備電子可擦除可編程的特性，而且斷電也不會丟失數據，同時可以快速讀取數據。

　　三、兩類內存管理方式 內存管理模塊管理系統(tǒng)的內存資源，它是操作系統(tǒng)的核心模塊之一。主要包括內存的初始化、分配以及釋放。

　　從分配內存是否連續(xù)，可以分為兩大類。連續(xù)內存管理為進程分配的內存空間是連續(xù)的，但這種分配方式容易形成內存碎片（碎片是難以利用的空閑內存，通常是小內存），降低內存利用率。連續(xù)內存管理主要分為單一連續(xù)內存管理和分區(qū)式內存管理兩種。非連續(xù)內存管理將進程分散到多個不連續(xù)的內存空間中，可以減少內存碎片，內存使用率更高。如果分配的基本單位是頁，則稱為分頁內存管理；如果基本單位是段，則稱為分段內存管理。當前的操作系統(tǒng)，普遍采用非連續(xù)內存管理方式。不過因為分配粒度較大，對于內存較小的嵌入式系統(tǒng)，一般采用連續(xù)內存管理。本文主要對嵌入式系統(tǒng)中常用的連續(xù)內存管理的分區(qū)式內存管理進行介紹。

　　四、分區(qū)式內存管理 分區(qū)式內存管理分為固定分區(qū)和動態(tài)分區(qū)。

　　固定分區(qū)

　　事先就把內存劃分為若干個固定大小的區(qū)域。分區(qū)大小既可以相等也可以不等。固定分區(qū)易于實現，但是會造成分區(qū)內碎片浪費，而且分區(qū)總數固定，限制了可以并發(fā)執(zhí)行的進程數量。

　　動態(tài)分區(qū)

　　根據進程的實際需要，動態(tài)地給進程分配所需內存。

　　五、動態(tài)分區(qū)內存管理 運作機制

　　動態(tài)分區(qū)管理一般采用空閑鏈表法，即基于一個雙向鏈表來保存空閑分區(qū)。對于初始狀態(tài)，整個內存塊都會被作為一個大的空閑分區(qū)加入到空閑鏈表中。當進程申請內存時，將會從這個空閑鏈表中找到一個大小滿足要求的空閑分區(qū)。如果分區(qū)大于所需內存，則從該分區(qū)中拆分出需求大小的內存交給進程，并將此拆分出的內存從空閑鏈表中移除，剩下的內存仍然是一個掛在空閑鏈表中的空閑分區(qū)。

　　數據結構

　　空閑鏈表法有多種數據結構實現，這里介紹一種較為簡單的數據結構。每個空閑分區(qū)的數據結構中包含分區(qū)的大小，以及指向前一個分區(qū)和后一個分區(qū)的指針，這樣就能將各個空閑分區(qū)鏈接成一個雙向鏈表。