第30期 | 内存不够时，最早的 Linux 会怎么办？

操作系统 · 2026-10-21 · 九羲科技

一、只记不忘

一万行代码的内存观：1991 年 9 月 17 日，Linus 把 0.01 放上 FTP 的那天，它的内存管理长什么样？先看 head.s。它在保护模式里干的第一件大事，是打开 386 的分页：页目录表放在物理地址 0x0，正好盖在已经没用的启动代码上，一点不浪费；往下几张页表，把低端物理内存做恒等映射；内核的 C 代码从 0x4000 开始，main() 在那里苏醒。

然后 mm/memory.c 接管。整个内存管理就一本账：mem_map[] 数组，每个 4KB 物理页对应一个字节的计数。想用内存？调 get_empty_page()，去账本里找计数为 0 的页。找到了，计数加一，拿走；找不到呢？返回 0。没有第二条路。

这就是 0.01 的答案：它没有 swap 的概念。内存不够，fork() 就返回 -ENOMEM，新进程直接拒绝出生。fork 成功了呢？copy_mem 把父进程的每一页完整拷贝一份，简单粗暴，一个字节都不含糊。

有意思的是，这恰恰是杨振宁说的"发展性研究"：分页是 386 硬件现成的原理，Linus 没发明任何新东西，赢在"先实际后原理"——先把能跑的内存管理做出来。至于"忘记"的艺术，留给后来人。

还有一层错位值得记下来：页，是 4KB 的线性字节块；内存，是线性地址数组。这整套抽象是为顺序指令流设计的——而今天的算力主体是向量阵列。旧抽象与新硬件的张力，从 0.01 的第一天就埋下了。

Linux 0.01 开机后的内存布局，据 boot/head.s 与 mm/memory.c 绘制。

二、AI 先来

内存不是分配，是想起：如果 AI 的操作系统先出现，"内存管理"这个词可能根本不会存在，取而代之的是"记忆管理"。进程的地址空间，变成 agent 的工作记忆；页表，变成注意力的索引。

最大的不同在"忘记"。0.01 相信记住一切就够了；人脑恰恰相反——记住一切是病。金刚经那句"过去心不可得"，放在这里是工程箴言：一个健康的智能体，必须知道何者当忘。MemGPT 已经把这条路走了一半：借鉴 OS 的内存分级思想，主存是上下文窗口，外存是外部存储，"中断"变成控制流——大模型的上下文，第一次有了操作系统的样子。

反方向也在发生：PagedAttention（SOSP 2023）把 OS 的分页思想用进大模型的 KV cache。旧抽象在新硬件上借尸还魂，说明分页这个"笔法"是对的，只是"结字"要变——未来的"页"，装的不再是 4KB 字节，而是 embedding 块、KV cache 页。内存不再是线性字节数组，而是一片向量空间。

三、今晚就能试

看你的内存在"忘记"什么：手边任何一台 Linux 机器，今晚就能做三个小实验。

第一，看"遗忘能力"：cat /proc/meminfo | grep -i swap，SwapTotal 就是这台机器能"忘记"多少——能把多少不常用的页腾到磁盘上。

第二，亲手让系统忘记：sudo -i 之后执行 echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches，页缓存瞬间清空。再跑一遍 find / -name "*.conf"，第一次慢，第二次快——你亲眼看见"记住"与"忘记"之间，差了多少毫秒。

第三，看 OOM 的墓碑：dmesg | grep -i "oom"。现代内核内存不够时不再拒绝出生，而是挑一个进程杀掉——第 39 章我们会细讲 OOM killer，今天先看一眼它的"案底"。

落到普遍场景：给 AI 应用配机器时，swap 不是越大越好。SSD 时代，swap 的性能观全变了；而在内存吃紧的边缘设备上，"什么值得记住、什么可以忘记"，是部署的第一问。0.01 教会我们先跑起来；今天的工程题，是把"忘记"做成一门手艺——这正是发展性研究干的事：把原理变成能跑的东西。

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