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linux是一個(gè)多用戶、多任務(wù)的實(shí)時(shí)內(nèi)核操作系統(tǒng)，為了讓內(nèi)存資源能夠更好地高效地應(yīng)用于每一個(gè)任務(wù)，Linux內(nèi)核中使用了“頁(yè)表”機(jī)制來(lái)對(duì)虛擬內(nèi)存空間進(jìn)行管理。linux頁(yè)表機(jī)制是一種映射機(jī)制，可以讓操作系統(tǒng)把物理內(nèi)存和虛擬內(nèi)存之間進(jìn)行映射，從而更加方便地調(diào)用物理內(nèi)存。 頁(yè)表通過(guò)幾種不同的索引把物理內(nèi)存和邏輯地址空間之間進(jìn)行映射，頁(yè)表中有多級(jí)頁(yè)表，大概有三級(jí)，第一級(jí)頁(yè)表尋址最大4G，第二級(jí)頁(yè)表尋址最大2G，第三級(jí)頁(yè)表尋址最大4M。
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了解了頁(yè)表機(jī)制，讓我們來(lái)介紹實(shí)際的Linux操作系統(tǒng)中頁(yè)表的運(yùn)作。Linux系統(tǒng)通過(guò)虛擬內(nèi)存技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)內(nèi)存的虛擬化，它將內(nèi)存空間劃分為物理地址空間、內(nèi)核空間和用戶空間。Linux中采用的虛擬內(nèi)存機(jī)制，在物理內(nèi)存被大量分配時(shí)，會(huì)將某一段物理內(nèi)存被映射到特定的虛擬地址，然后引用虛擬地址來(lái)完成讀寫等操作。從這里可以看出，按照Linux的設(shè)計(jì)理念，程序的執(zhí)行過(guò)程會(huì)使用頁(yè)表來(lái)完成物理地址空間到虛擬地址空間的映射工作。
Linux頁(yè)表機(jī)制由于其設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)單、提升性能的特點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用于多種操作系統(tǒng)，比如Windows、Unix等操作系統(tǒng)。在Linux系統(tǒng)中，每個(gè)進(jìn)程都有一個(gè)自己獨(dú)立的內(nèi)存頁(yè)表，頁(yè)表用來(lái)管理虛擬內(nèi)存空間，并將內(nèi)存中的邏輯地址空間映射到物理地址空間，達(dá)到虛擬內(nèi)存空間的訪問(wèn)。
Linux頁(yè)表機(jī)制為操作系統(tǒng)提供了可靠的內(nèi)存管理性能，從而大大提升了系統(tǒng)的效率，用戶也能方便地使用內(nèi)存資源。以上就是Linux頁(yè)表機(jī)制的一些基本原理，如果你想進(jìn)一步了解，可以查看Linux內(nèi)核源碼，這里可以看到當(dāng)前內(nèi)核使用的頁(yè)表原理。
“`c
struct page {
unsigned long flags; // 頁(yè)的標(biāo)志
atomic_t _count; // 頁(yè)的引用計(jì)數(shù)
struct address_space *mapping;// 這個(gè)頁(yè)面隸屬的抽象存儲(chǔ)空間
};
typedef struct address_space {
struct address_space_operations *a_ops;// 對(duì)存儲(chǔ)空間的操作集
void *host;// 所謂的host=的對(duì)象
// 例如你留的內(nèi)存 就可以以某文件的inode為host 以此來(lái)確定你分到空間屬于誰(shuí)
uint32_t pagesize;// 單頁(yè)大小
uint32_t writeback_index;// 回寫索引
}address_spacce_t;
struct page_table_entry {
uint32_t present : 1;// 頁(yè)存在位 0表示不存在
uint32_t writeable : 1;// 可寫位
uint32_t user_access : 1;// 用戶級(jí)別 0 表示內(nèi)核級(jí)別，1表示用戶級(jí)別
uint32_t write_through : 1;// 寫后續(xù)回寫位
uint32_t cache_disable : 1;// 關(guān)閉緩存
uint32_t accessed : 1;// 訪問(wèn)標(biāo)志位
uint32_t dirty : 1;// 寫入標(biāo)志位
uint32_t pat0 : 1;// PAT類型，其實(shí)這個(gè)可以不存在
uint32_t global : 1;// 全局標(biāo)志位
uint32_t page_index : 20;// 頁(yè)號(hào)
};
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網(wǎng)頁(yè)名稱：深入淺出Linux頁(yè)表機(jī)制（linux頁(yè)表機(jī)制）
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