Linux:页表中PGD、PUD、PMD等概念介绍

1、PGD: Page Global Directory

Linux系统中每个进程对应用户空间的pgd是不一样的,但是linux内核 的pgd是一样的。当创建一个新的进程时,都要为新进程创建一个新的页面目录PGD,并从内核的页面目录swapper_pg_dir中复制内核区间页面目录项至新建进程页面目录PGD的相应位置,具体过程如下:do_fork() --> copy_mm() --> mm_init() --> pgd_alloc() --> set_pgd_fast() --> get_pgd_slow() --> memcpy(&PGD + USER_PTRS_PER_PGD, swapper_pg_dir +USER_PTRS_PER_PGD, (PTRS_PER_PGD - USER_PTRS_PER_PGD) * sizeof(pgd_t))

这样一来,每个进程的页面目录就分成了两部分,第一部分为“用户空间”,用来映射其整个进程空间(0x0000 0000-0xBFFF FFFF)即3G字节的虚拟地址;第二部分为“系统空间”,用来映射(0xC000 0000-0xFFFF FFFF)1G字节的虚拟地址。可以看出Linux系统中每个进程的页面目录的第二部分是相同的,所以从进程的角度来看,每个进程有4G字节的虚拟空间,较低的3G字节是自己的用户空间,最高的1G字节则为与所有进程以及内核共享的系统空间。每个进程有它自己的PGD( Page Global Directory),它是一个物理页,并包含一个pgd_t数组。
关键字:

  • PTE: 页表项(page table entry)
  • PGD(Page Global Directory)
  • PUD(Page Upper Directory)
  • PMD(Page Middle Directory)
  • PT(Page Table)

PGD中包含若干PUD的地址,PUD中包含若干PMD的地址,PMD中又包含若干PT的地址。每一个页表项指向一个页框,页框就是真正的物理内存页。

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