40、深入解析内存页框管理机制

深入解析内存页框管理机制

1. 内存映射概述

在内存管理中，由于线性地址空间有限，小于 128MB 的线性地址空间用于映射高内存，而 PAE 支持高达 64GB RAM 的系统，所以无法同时对整个 RAM 进行寻址。为了更好地利用内存，内核采用了永久内核映射和临时内核映射两种方式。

2. 永久内核映射

永久内核映射允许内核将高内存页框长期映射到内核地址空间。它使用主内核页表中的专用页表， pkmap_page_table 变量存储该页表的地址， LAST_PKMAP 宏给出表项数量。根据 PAE 是否启用，页表包含 512 或 1,024 个表项，因此内核一次最多可访问 2 或 4MB 的高内存。

页表从 PKMAP_BASE 开始映射线性地址， pkmap_count 数组包含 LAST_PKMAP 个计数器，每个对应 pkmap_page_table 页表的一个表项。计数器有三种情况：
| 计数器值 | 含义 |
| — | — |
| 0 | 对应的页表项未映射任何高内存页框，可使用 |
| 1 | 对应的页表项未映射任何高内存页框，但因对应 TLB 项自上次使用后未刷新，不能使用 |
| n（大于 1） | 对应的页表项映射一个高内存页框，被 n - 1 个内核组件使用 |

为跟踪高内存页框和线性地址的关联，内核使用 page_address_htable 哈希表，该表为每