linux中常规分页模式

linux中常规分页模式

 

在linux中32位的线性地址主要被分为三部分：高10位的页目录、中间10位的页表和低12位的偏移量。

 

线性地址的转换经过了页目录表和页表。常规分页使用二级分页的目的是为了减少每个进程所需的RAM数量。
只为进程需要的虚存区进行页表请求分配。这里涉及到虚存区，对于进程空间的描述主要有两个数据结构：
mm_struct对进程的整个用户空间进行描述和vm_area_struct对空间中的各个区间（虚存区）进行描述。

 

为什么进程会有的多个虚存区？每个进程虚存区的来源是不同的，有的来自可执行映射，有的来自动态分配的内存。对不同的虚存区有不同的管理权限。

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回归正题，如果使用一级页表就要使用2的20个表项，需要4MB空间来表示一个进程的页表。如果对多个进程进行分页就需要很大的RAM，而且这其中有的有的地址没有使用，但是也浪费了RAM。

 

因此没有必要马上为每个进程分配页表，页目录是必须分配的。只有在一个进程实际需要一个页表时才会为其分配以提高RAM的使用效率。

 

分页的执行步骤如下：

1、页目录的物理地址存放在控制寄存器CR3。

2、页目录中的字段决定了页目录中的目录项，而目录项又指向了页表。

3、页表中的字段又决定了页表中的页表项，而页表项含有页所在页框的物理地址
 

4、偏移量决定了页框内的相对位置。

对于不同的体系结构又有三级分页和四级分页，其中的主要原理是类似的。