读核日记(六)

本文出自:http://os.silversand.net 作者: sunmoon (2001-09-01 09:05:00)

我们讲完了分段机制。接下来我们需要分析保护模式的第二种存储管理机制：分页方式。 在前面我们提到过转台和控制寄存器组。他们包括 EFLAGS、ELP。和4 个32 位的控制寄存器CRO CR1CR2 CER3。其中CRO中有一位PE 用于标志是使用保护模式还是实模式的。有一位PG定义是否使用分页方式（1或0）。 当 PG=1 时，系统使用分页机制。80386使用大小位4K的页，并且每一个页的边界队奇。即每一个页的起始位置都可以被4K整除。这样4G的字节就被分成了1M 页。分页机制把线性页映射成物理页。真正的起到了转换作用 下面我们看一下 LINUXE得分页结构： 1 ．多级页表结构 在 LINUX中含有1M个页。其中每个页表占4个字节。则需要占用4M的连续内存因此LINUX引入了2 级页表结构。在线性地址中的后10 位（22-32）定义了二级页表。 二级页表有 1K 个字节，页正好存在]一个4K 的页中。并且通过前20位进行索引，从而实现实际的物理地址。 这个地方我说不太清楚。大致可以这样理解。 如：有 N 个链表。每一个便是一页。可最后一页的内容是指向另一个二级炼表的指针（或者是索引项） 2 ，页面项和页目录项 对于每一个页。都会存在一个页面项。用来表示该页的使用状况，是否空闲。是否在内存中等等。而这些相会存储成一个连标。以减少使用表时的查询时间等。 而每一个页表，会存在 1024个页面项，这才是真正的“页“。 3 ，线性地址到物理地址的切换 CR 包含页目录的起始地址，用32 位地址中的31-22位的内容作页目录的页目录项的索引，于CR3种的页目录的起始地址相加。得到相应页表的地址 从指定的地址中取出 32 位页目录项。它的提12 位是0用这32 位地址中21-12位作为页表中的页面的索引。将它乘以4和页表的起始地址相加，得到32位地址 奖 11-0位作为相对一页面地址的偏移量，于32位页面地址相加。形成32 位的物理地址。 　 4 ，页面CACHE 当然，系统频繁的访问二级页表，会造成很大的时间浪费，因此引入了页表CACHE，用来保存最近使用的页面，或者频繁使用的页面，关于CACHE 的原理这里不再详细讲解，有兴趣的朋友可以查一些，计算机专业的基础教材 至此， LINUX使用的836保护模式，基本上讲解完毕。至于控制转移和任务切换。和一般的汇编编程差不多少，本人汇编水平太低。不在献丑 总的说来，多任务的切换，以及保护模式的应用。虚拟存储系统的实现，是建立在硬件的技术支持之上的。 个人认为，LINUX的存储管理。在不同的机器上是完全不同的，至于linux是否为他们提供了统一的接口。我还不太清楚。可以参见其他机型的源码