Linux 記憶體管理 — 線性空間與實體記憶體

反映了如下資訊：

1、 進程的4G 線性空間被劃分成三個部分：進程空間（0-3G）、核心直接映射空間（3G – high_memory）、核心動態映射空間（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，根據實際實體記憶體的大小，計算出 high_memory、VMALLOC_START、VMALLOC_END 的值。並為“核心直接映射”空間建立好映射關係，所有的實體記憶體都可以通過此空間進行訪問。

4、 “進程空間”和“核心動態映射空間”的映射關係是動態建立的（通過缺頁異常）

假設在有三個線性地址 addr1, addr2, addr3 ，分別屬於三個線性空間，但是最終都映射到物理頁面1：

1、 三個地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、 從線性地址，根據頁目錄表，頁表，可以找到物理地址

5、 Struct page 和物理地址之間很容易互相轉換

6、 從物理地址，可以很容易的反推出在核心直接映射空間的線性地址（藍線）。要想得到在進程空間或者核心動態映射空間的對應的線性地址，則需要遍曆相應的“虛存區間”鏈表。

關於頁目錄表：

      1、 每個進程有一個屬於自己的頁目錄表，可通過 CR3 寄存器找到

2、 而核心也有一個獨立於其它進程的頁目錄表，儲存在 swapper_pg_dir[] 數組中

3、 當進程切換的時候，只需要將新進程的頁目錄把地址載入到 CR3 寄存器中即可

4、 建立一個新進程的時候，需要為它分配一個 page，作為頁目錄表，並將 swapper_pg_dir[] 的高 256 項拷貝過來，低 768 項則清0