页表基本原理

页表概念

CPU并不是直接访问物理内存地址,而是通过虚拟地址空间来间接访问物理内存地址;虚拟地址空间是操作系统为每个正在执行的进程分配一个逻辑地址;比如在32位系统(处理器和内存地址总线都是32位),范围是0~(4G-1);操作系统通过将虚拟地址空间和物理内存地址之间建立映射关系,让CPU能够间接访问物理内存地址;
一般情况下,将虚拟地址空间以512byte~8kbyte,作为一个单位,称为页,并从0开始一次对它进行编号;这个大小就称为页面;将物理地址按照同样大小,作为一个单位,称为框或帧;也是从0开始依次对每个帧进行编号;
操作系统通过维护一张表,这张表记录每一对页和框的映射关系;
image.png
页表是一种特殊的数据结构,放在系统空间的页表区,存放逻辑页与物理页帧的对应关系;每个进程都拥有自己的页表,PCB(进程控制块)表中有指针指向页表;
系统位每一个进程建立一个页表,在进程逻辑地址空间中的每一页,依次在页表中有一个表项,记录该页对应的物理帧号;通过查找页表就可以找到该页在物理内存中的位置;页表具有逻辑地址到物理地址映射的作用;
页表用来把虚拟页映射到物理页,并且存放页的保护位,即访问权限;物理内存本身都是可读可写的,靠页表来控制访问权限,提高系统的安全性;

虚拟内存、页表、物理内存关系

image.png

页表结构

Linux内核把页表分为5级;
1)页全局目录(Page Global Directory,PGD);
2)页四级目录(Page 4th Directory,P4D);
3)页上层目录(Page Upper Directrory, PUD);
4)页中间目录(Page Middle Directory,PMD);
5)直接页表(Page Table,PT);

各种处理器架构可以选择使用五级、四级、三级或者两级页表;同一种处理器架构在页长度不同的情况可能选择不通的页表级数;可以使用CONFIG_PGTABLE_LEVELS配置页表的级数;

五级页表的结构如下图;每个进程有独立的页表,进程的mm_struct实例的成员pgd指向页全局目录;前面四级页表的表项存放下一级页表的起始地址,直接页表的表项存放页帧号(Page Frame Number,PFN);
image.png

内核页游一个页表,0号内核线程的进程描述符init_task的成员active_mm指向内存描述符init_mm,内存描述符init_mm的成员pgd指向内核的页全局目录swapper_pg_dir;

虚拟地址转换成物理地址流程

虚拟地址被分解为6个部分:页全局目录索引、页四级目录索引、页上层目录索引、页中间目录索引、直接页表索引和页内偏移;
查询页表,把虚拟地址转换成物理地址的过程如下:

  1. 根据页全局目录的起始地址和页全局目录索引得到页全局目录表项的地址,然后从表项得到页四级目录的起始地址;
  2. 根据页四级目录的起始地址和页四级目录索引得到页四级目录表项的地址,然后从表项中得到页上层目录的起始地址;
  3. 根据页上层目录的起始地址和页上层目录索引得到页上层目录表项的地址,然后从表项得到页中间目录的起始地址;
  4. 根据页中间目录的起始地址和页中间目录索引得到页中间目录表项的地址,然后从表项得到直接页表的起始地址;
  5. 根据直接页表的起始地址和直接页表索引得到页表项的地址,然后从表项得到页帧号;
  6. 把页帧号和页内偏移组合成物理地址;

ARM64处理器页表

ARM64处理器把页表称为转换表(translation table),最多4级;ARM64处理器支持3中页长度:4KB、16KB和64KB;页长度和虚拟地址的宽度决定了转换表的级数;
如果虚拟地址的宽度是48bit,页长度是4KB,则使用4级页表;转换表和内核的页表术语的对应关系:0级转换表对应页全局目录,1级转换表对应页上层目录,2级转换表对应页中间目录,3级转换表对应直接页表;
48位虚拟地址被分解如下:
image.png
每级转换表占用一页,有512项,索引是48位虚拟地址的9个位;

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:/a/521537.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系我们进行投诉反馈qq邮箱809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

docker基础学习指令

文章目录 [toc] docker基础常用指令一、docker 基础命令二、docker 镜像命令1. docker images2. docker search3. docker pull4. docker system df5. docker rmi1. Commit 命令 三、 docker 容器命令1. docker run2. docker logs3. docker top4. docker inspect5. docker cp6. …

CSS-语法、选择器

&#x1f4da;详见 W3scholl&#xff0c;本篇只做快速思维索引。 概述 CSS 是一种描述 HTML 文档样式的语言。 有三种插入样式表的方法&#xff1a; 外部 CSS内部 CSS行内 CSS &#x1f4c5; 外部 CSS 外部样式表存储在.css文件中。HTML 页面必须在 head 部分的<link&g…

Apache Log4j2 Jndi RCE CVE-2021-44228漏洞原理讲解

Apache Log4j2 Jndi RCE CVE-2021-44228漏洞原理讲解 一、什么是Log4j2二、环境搭建三、简单使用Log4j2四、JDNI和RMI4.1、启动一个RMI服务端4.2、启动一个RMI客户端4.3、ldap 五、漏洞复现六、Python批量检测 参考视频&#xff1a;https://www.bilibili.com/video/BV1mZ4y1D7K…

深入浅出 -- 系统架构之Keepalived搭建双机热备

Keepalived重启脚本双机热备搭建 ①首先创建一个对应的目录并下载keepalived安装包&#xff08;提取码:s6aq&#xff09;到Linux中并解压&#xff1a; [rootlocalhost]# mkdir /soft/keepalived && cd /soft/keepalived [rootlocalhost]# wget https://www.keepalived.…

MYSQL 锁机制 与 MVCC多版本并发

MYSQL锁机制与优化以及MVCC底层原理 锁分类 乐观锁&#xff0c;悲观锁 从性能上分为乐观锁&#xff08;版本对比,版本一致就更新&#xff0c;不一致就不更新或CAS机制&#xff09;和悲观锁&#xff08;锁住资源等待&#xff09;&#xff0c;乐观锁适合读比较多的场景&#x…

无监督学习简介

无监督学习简介 一、定义和核心概念 无监督学习的定义 无监督学习是机器学习的一个关键分支&#xff0c;它涉及到从未标注数据中学习和提取信息。不同于其他学习类型&#xff0c;无监督学习的数据集没有提供任何显式的输出标签或结果。因此&#xff0c;这种学习方法的主要任务…

运放知识点总结

目录 一、运放基础知识 (operational amplifier) 1.由来 2.用途 3.符号 4.内部结构​编辑 5.虚短虚断 二、同相放大电路 &#xff08;Non-inverting Amplifier&#xff09; 三、反相放大电路 (Inverting Amplifier) 四、差分放大电路 (Difference Amplifier) 五、加法…

如何使用CSS构建一个瀑布流布局

如何使用CSS构建一个瀑布流布局 瀑布流布局是一种常见的网页布局方式&#xff0c;其中元素以不同的大小排列&#xff0c;且行与列之间没有不均匀的间隙。在瀑布流布局中&#xff0c;即使某一行或列中的元素较短&#xff0c;下一个元素也会占据空间。 如何实现瀑布流布局 实现…

MacOS Docker 可视化面板 Portainer

一、简介 Portainer 是一个可视化的容器镜像图形管理工具&#xff0c;使用 Portainer 可以轻松构建、管理和维护Docker 环境。 而且完全免费&#xff08;portainer-ce 是免费的&#xff0c;portainer-ee 是需要授权的&#xff0c;今天安装的是 portainer-ce 版本&#xff09;&…

Chatgpt掘金之旅—有爱AI商业实战篇|社交媒体管理|(七)

演示站点&#xff1a; https://ai.uaai.cn 对话模块 官方论坛&#xff1a; www.jingyuai.com 京娱AI 一、AI技术社交媒体创业有哪些机会&#xff1f; 人工智能&#xff08;AI&#xff09;技术作为当今科技创新的前沿领域&#xff0c;为创业者提供了广阔的机会和挑战。随着AI技…

如何注册midjourney账号

注册Midjourney账号比较简单&#xff0c;准备好上网工具&#xff0c;进入官网 Midjourney访问地址&#xff1a; https://www.midjourney.com/ 目前没有免费使用额度了&#xff0c;会员最低 10 美元/月&#xff0c;一般建议使用30美元/月的订阅方案。了解如何订阅可以查看订阅…

设计模式——组合模式08

组合模式&#xff1a;把类似对象或方法组合成结构为树状的设计思路。 例如部门之间的关系。 设计模式&#xff0c;一定要敲代码理解 抽象组件 /*** author ggbond* date 2024年04月06日 08:54* 部门有&#xff1a;二级部门&#xff08;下面管三级部门&#xff09; 三级部门 &a…

马林思维个人总结--情绪模型/方法论

马林思维一些观点总结&#xff0c;出于个人归纳&#xff0c;认为对自己有用的就整理起来。持续更新中。 文章目录 一、价值点1&#xff1a; 情绪-思维-行为 模型---情绪为王&#xff0c;这个世界是非理性的1. 情绪才是最本质的东西&#xff0c; 情绪决定思维&#xff0c;思维决…

【Canvas与艺术】绘制灰色橄榄枝环绕“Premium Quality”徽章

【关键点】 利用复数计算出树叶的控制点&#xff0c;用二次贝塞尔曲线勾画树叶。 【成果图】 【代码】 <!DOCTYPE html> <html lang"utf-8"> <meta http-equiv"Content-Type" content"text/html; charsetutf-8"/> <head&…

海外语言任务商城源码 海外仓库系统及商城系统

海外语言任务商城源码 海外仓库系统及商城系统 自带利息宝理财活动文本搭建教程 搭建简单&#xff0c;前台是单语言的。 源码下载&#xff1a;https://download.csdn.net/download/m0_66047725/89013345 更多资源下载&#xff1a;关注我。

【.Net】DotNetty

文章目录 概述NIO和BIO、AIODotNetty适用场景DotNetty的整体架构和模块DotNetty的使用示例来源 概述 本系列文章主要讲述由微软Azure团队研发的.net的版本的netty&#xff0c;Dotnetty。所有的开发都将基于.net core 3.1版本进行开发。 Dotnetty是什么&#xff0c;原本Netty是…

wordpress全站开发指南-面向开发者及深度用户(全中文实操)--wordpress中的著名循环

wordpress中的著名循环 首先&#xff0c;在深入研究任何代码之前&#xff0c;我们首先要确保我们有不止一篇博客文章可以工作。因此&#xff0c;我们要去自己的wordpress站点&#xff0c;从侧边栏单机Posts(文章)&#xff0c;进行创建 在执行代码的时候会优先执行single.php如…

第四百四十二回 再谈flutter_launcher_icons包

文章目录 1. 概念介绍2. 使用方法3. 示例代码4. 经验与总结4.1 经验分享4.2 内容总结 我们在上一章回中介绍了"overlay_tooltip简介"相关的内容&#xff0c;本章回中将 再谈flutter_launcher_icons包.闲话休提&#xff0c;让我们一起Talk Flutter吧。 1. 概念介绍 …

sqlmap(四)案例

一、注入DB2 http://124.70.71.251:49431/new_list.php?id1 这是墨者学院里的靶机&#xff0c;地址&#xff1a;https://www.mozhe.cn/ 1.1 测试数据库类型 python sqlmap.py -u "http://124.70.71.251:49431/new_list.php?id1" 1.2 测试用户权限类型 查询选…

WCH恒沁单片机-CH32V307学习记录2----FreeRTOS移植

RISC-V 单片机 FreeRTOS 移植 前面用了 5 篇博客详细介绍了 FreeRTOS 在 ARM Cortex-M3 MCU 上是如何运行的。 FreeRTOS从代码层面进行原理分析系列 现在我直接用之前的 RISC-V MCU 开发板子&#xff08;CH32V307VCT6&#xff09;再次对 FreeRTOS 进行移植&#xff0c;其实也…