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linux是一個多用戶、多任務的實時內核操作系統(tǒng),為了讓內存資源能夠更好地高效地應用于每一個任務,Linux內核中使用了“頁表”機制來對虛擬內存空間進行管理。linux頁表機制是一種映射機制,可以讓操作系統(tǒng)把物理內存和虛擬內存之間進行映射,從而更加方便地調用物理內存。 頁表通過幾種不同的索引把物理內存和邏輯地址空間之間進行映射,頁表中有多級頁表,大概有三級,第一級頁表尋址最大4G,第二級頁表尋址最大2G,第三級頁表尋址最大4M。

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了解了頁表機制,讓我們來介紹實際的Linux操作系統(tǒng)中頁表的運作。Linux系統(tǒng)通過虛擬內存技術來實現(xiàn)內存的虛擬化,它將內存空間劃分為物理地址空間、內核空間和用戶空間。Linux中采用的虛擬內存機制,在物理內存被大量分配時,會將某一段物理內存被映射到特定的虛擬地址,然后引用虛擬地址來完成讀寫等操作。從這里可以看出,按照Linux的設計理念,程序的執(zhí)行過程會使用頁表來完成物理地址空間到虛擬地址空間的映射工作。
Linux頁表機制由于其設計簡單、操作簡單、提升性能的特點,被廣泛的應用于多種操作系統(tǒng),比如Windows、Unix等操作系統(tǒng)。在Linux系統(tǒng)中,每個進程都有一個自己獨立的內存頁表,頁表用來管理虛擬內存空間,并將內存中的邏輯地址空間映射到物理地址空間,達到虛擬內存空間的訪問。
Linux頁表機制為操作系統(tǒng)提供了可靠的內存管理性能,從而大大提升了系統(tǒng)的效率,用戶也能方便地使用內存資源。以上就是Linux頁表機制的一些基本原理,如果你想進一步了解,可以查看Linux內核源碼,這里可以看到當前內核使用的頁表原理。
“`c
struct page {
unsigned long flags; // 頁的標志
atomic_t _count; // 頁的引用計數(shù)
struct address_space *mapping;// 這個頁面隸屬的抽象存儲空間
};
typedef struct address_space {
struct address_space_operations *a_ops;// 對存儲空間的操作集
void *host;// 所謂的host=的對象
// 例如你留的內存 就可以以某文件的inode為host 以此來確定你分到空間屬于誰
uint32_t pagesize;// 單頁大小
uint32_t writeback_index;// 回寫索引
}address_spacce_t;
struct page_table_entry {
uint32_t present : 1;// 頁存在位 0表示不存在
uint32_t writeable : 1;// 可寫位
uint32_t user_access : 1;// 用戶級別 0 表示內核級別,1表示用戶級別
uint32_t write_through : 1;// 寫后續(xù)回寫位
uint32_t cache_disable : 1;// 關閉緩存
uint32_t accessed : 1;// 訪問標志位
uint32_t dirty : 1;// 寫入標志位
uint32_t pat0 : 1;// PAT類型,其實這個可以不存在
uint32_t global : 1;// 全局標志位
uint32_t page_index : 20;// 頁號
};
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文章標題:深入淺出Linux頁表機制(linux頁表機制)
標題網(wǎng)址:http://m.fisionsoft.com.cn/article/dhsdicd.html


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