Linux 記憶體管理 線性空間與物理記憶體

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上圖反映了如下資訊：

1、 程序的4g 線性空間被劃分成三個部分：程序空間（0-3g）、核心直接對映空間（3g – high_memory）、核心動態對映空間（vmalloc_start - vmalloc_end）

2、 三個空間使用同一張頁目錄表，通過 cr3 可找到此頁目錄表。但不同的空間在頁目錄表中頁對應不同的項，因此互相不衝突

3、 核心初始化以後，根據實際物理記憶體的大小，計算出 high_memory、vmalloc_start、vmalloc_end 的值。並為「核心直接對映」空間建立好對映關係，所有的物理記憶體都可以通過此空間進行訪問。

4、 「程序空間」和「核心動態對映空間」的對映關係是動態建立的（通過缺頁異常）

1、 三個位址對應不同的頁表和頁表項

2、 但是頁表項的高 20bit 肯定是1，表示物理頁面的索引號是1

3、 同時，根據高 20 bit，可以從 mem_map 中找到對應的 struct page 結構，struct page 用於管理實際的物理頁面（紅線）

4、 從線性位址，根據頁目錄表，頁表，可以找到實體地址

5、 struct page 和實體地址之間很容易互相轉換

6、 從實體地址，可以很容易的反推出在核心直接對映空間的線性位址（藍線）。要想得到在程序空間或者核心動態對映空間的對應的線性位址，則需要遍歷相應的「虛存區間」鍊錶。

關於頁目錄表：

1、 每個程序有乙個屬於自己的頁目錄表，可通過 cr3 暫存器找到

3、 當程序切換的時候，只需要將新程序的頁目錄把位址載入到 cr3 暫存器中即可

線性空間與物理記憶體

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關於虛擬記憶體有三點需要注意 上圖展示了整個程序位址空間的分布，其中4g的位址空間分為兩部分，在使用者空間內，對應了記憶體分布的五個段 資料段 段 bss段 堆 棧。在上篇文章中有詳細的介紹。這個圖示核心使用者空間的劃分，圖中最重要的就是高階記憶體的對映 其中kmalloc和vmalloc函式申請的...

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