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linux頁目錄與頁表揭秘
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現(xiàn)代操作系統(tǒng)的運行，不可離開頁面內(nèi)存管理。Linux操作系統(tǒng)在每次啟動的時候，都會加載一塊占據(jù)4K大小的內(nèi)存區(qū)域，這段內(nèi)存就是頁目錄。頁目錄里面存放著若干個頁表，每個頁表也是一塊4K大小的內(nèi)存，負(fù)責(zé)把物理內(nèi)存映射到虛擬內(nèi)存。
虛擬內(nèi)存的虛擬地址總是是被編排成4K的大小，每一個分配給一個進(jìn)程的虛擬地址都會按4K對齊。頁表的結(jié)構(gòu)按以下方式命名：頁目錄項的結(jié)構(gòu)稱為PDE，頁表項的結(jié)構(gòu)稱為PTE。每個PDE和PTE都占用4個字節(jié)，分別表示一段虛擬內(nèi)存空間，每段空間為4M，覆蓋整個物理空間，此外PDE和PTE有特定的格式，用于指定該項指向哪塊內(nèi)存。
Linux操作系統(tǒng)采用的是分頁技術(shù)，即將進(jìn)程的虛擬內(nèi)存空間按4K的大小被分成了一塊一塊的，這樣進(jìn)程的虛擬地址空間就能被映射到具體的物理地址，操作系統(tǒng)或者程序就可以對物理空間直接進(jìn)行訪問了。
在使用頁目錄與頁表方法時，操作系統(tǒng)首先調(diào)用該技術(shù)，為每個進(jìn)程分配一個虛擬地址空間，然后為其分配一個頁目錄，每個頁目錄最多可以指定1024個頁表。接下來，操作系統(tǒng)根據(jù)該頁目錄來判斷應(yīng)該將虛擬內(nèi)存分配到哪段物理地址，操作系統(tǒng)將每個進(jìn)程的虛擬內(nèi)存通過對應(yīng)的頁目錄與頁表映射到物理地址上，進(jìn)而來訪問物理內(nèi)存。
只有當(dāng)程序希望訪問到棧指定的內(nèi)存地址，由于并不一定能夠看到有關(guān)這個地址的信息，所以該操作系統(tǒng)會依據(jù)映射關(guān)系對物理內(nèi)存進(jìn)行訪問。而Linux操作系統(tǒng)支持的虛擬內(nèi)存更大，允許一個進(jìn)程可以使用更大的內(nèi)存空間，從而平衡擁擠的內(nèi)存空間，提高效率。
總之，Linux操作系統(tǒng)采用了頁目錄和頁表的技術(shù)，實現(xiàn)每個進(jìn)程的虛擬內(nèi)存映射到具體的物理內(nèi)存，以此來提升運行效率。Linux操作系統(tǒng)采用的頁目錄和頁表機制，讓Linux操作系統(tǒng)更加動態(tài)地管理內(nèi)存，從而使操作系統(tǒng)更高效、更穩(wěn)定的運行。
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