页表认识:虚拟地址->物理地址映射

进程地址空间

地址空间的大小取决于系统的架构和操作系统的实现。在32位系统中,地址空间大小为2的32次方(约为4GB)。而在64位系统中,地址空间大小为2的64次方。

进程地址空间的划分使得不同的数据和代码可以在不同的区域中进行管理和保护。不同的区域具有不同的访问权限和特性,例如代码段是只读的,堆和栈是可读写的。进程地址空间也是更加便于操作系统进行管理,如虚拟内存管理、内存映射和安全性等功能。

物理内存

我们前面学习文件的时候已经知道文件系统IO访问时的基本单位是4KB大小(8个扇区),所以我们的程序从磁盘加载到物理内存时都是以4KB为单位进行拷贝的,所以物理内存的使用情况也就是以4KB为单位的。而物理内存的大小一般都是GB为单位,所以操作系统就要对物理内存的属性以及使用情况进行管理,创建struct page的结构体描述每一个4KB单位的物理内存(页框),而通过struct page[]结构体数组以page为单位将整个物理空间进行管理。

虚拟内存到物理内存的映射过程

首先我们要知道虚拟地址到物理地址的转换过程是在CPU的MMU内存管理单元中进行的。

我们假设是在32位系统下,那么地址空间的大小就是4GB,而页表会将虚拟地址和物理地址构建映射,所以一行页表最少就存了两个地址,即占用8字节大小,页表行还有一些字段标识着是否要进行缺页中断

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