内存管理：页表

1. 页表

**虚拟内存：**虚拟内存被分割成大小固定的块，即虚拟页（Virtual Page），对应物理内存也被分割成物理页/页帧（Physical Page / Page Frame）。虚拟页有三种：未分配、已缓存、未缓存。

**虚拟寻址方式：**一个进程的所有数据存放在虚拟页中，提供的也是虚拟地址。虚拟页存放在磁盘中，缓存在内存中。页表存放所有虚拟页的信息，即虚拟页到底在内存中还是磁盘中。

🔹页表：

• 页表就是一个页表条目（Page Table Entry，PTE）的数组。
• 每个 PTE 至少由一个有效位（valid bit）和一个N位地址字段（PFN）组成。
• 有效位表明该虚拟页是否被缓存到内存中。地址字段指向页的起始位置。
• 如果有效位为1，地址字段指向该虚拟页对应的物理页在内存中的起始位置。如果有效位为0，地址字段为空时表明该虚拟页还没有被分配，不为空时指向该虚拟页在磁盘中的起始位置。

🔹缺页：

• CPU 想要引用 VP3 中的一个字，地址翻译硬件从内存中读取 PTE3，从有效位推断出VP3没有被缓存，所以触发了一个缺页异常。
• 缺页异常会调用内核中的缺页异常处理程序，该程序会选择一个牺牲页。如果这个牺牲页中的数据已经发生修改，然后内核就会将它复制回磁盘。
• 接下来，内核从磁盘复制 VP 3 到内存中的 PP 3 ，更新 PTE 3 ，然后返回。
• 当异常处理程序返回时，它会重新启动导致缺页的指令，该指令会把原来的虚拟地址重新发送到地址翻译硬件。

🔹虚拟内存可以保护内存：

计算机不应该允许一个用户进程修改它的只读代码、内核代码和数据、其他进程的私有内存、以及与其他进程共享的内存。要实现这些功能只需在PTE中添加访问控制位即可。