分页操作系统

操作系统将空间分割为固定长度的分片，称为页，每一页有固定的地址空间，分页将进程的地址空间分割成固定大小的单元，每个单元称为一页，也叫做页帧（页并不会完全用完，页内参与有一些碎片）。

操作系统利用分页为进程分配内存时，内存不必是连续的，只要为进程分配足够的页就可以。进程使用的页都是虚拟页，他被放置在物理页帧里。虚拟页0放在物理页帧3（前两个页帧为操作系统所用，用户级线程不能使用，操作系统正好用虚拟地址让前两个页帧对用户来说不可见，更为安全）。

但需要有一个数据结构记录每个虚拟也在物理内存中的位置。操作系统给每个进程保存一个数据结构，称为页表（之所以是页表，也是由于每个进程会分到多个页）页表为进程地址空间的每个虚拟页面提供地址转换。

虚拟地址转换为物理地址

虚拟地址被分为页地址和偏移地址，操作系统将存储页地址部分，操作系统将存储所有的页地址，在具体寻址时，将物理页地址偏移地址合并，得到真正的地址。即像CPU一样，也有一个地址的合并器。而进程的页表，则是一个哈希表，进程内部的每一个虚拟页会对以一个真实的物理页，这样造成一种错觉，

所以寻址过程是：

汇编语言的地址->转换为第X页偏移量为Y的地址（X页位虚拟页）->查询进程页表获取进程X页的物理地址Z->Z左移12位与Y相加得到真正的物理地址；整个过程中偏移量不变；

以movl ,%eax为例；mov 21 ,%eax这里的21是进程内的虚拟地址21，不是物理地址21.

页表存在哪里

对于32位的地址来说，每一页4kb，需要存储20位的页地址，即2^20次方的页地址，在内存中存储这些地址需要耗费巨大的内存空间，造成浪费。

页表在哪里：如果在内存里，这意味着每一次读写命令都要额外访问一次内存获取真实地址，这样会降低程序执行的速度。在获取真实的地址前，系统需要获取进程的页表项，这里需要一个页表基址寄存器，来记录每个继承页表的位置。

页表里有什么

页表由页表项组成，页表项里不仅有物理页帧，还包括对该页的描述，如该页是否允许读，写，执行，该页是否被分配，该页是否被访问过（注意到每一个描述都为是或否，因此正好使用一位来记录），这些描述被称为位：如有效位，保护位，存在位，参考位，脏位

从页表中获取：

movl 21,%eax;的过程为：

首先移除地址的偏移部分，留下页值，

假设页表是数组结构的，那么页就是数组的索引，通过页表基址寄存器+sizeof(PTE)获取该页在数组里的地址，使用AccessMemory（PTEAddr）获取该页表项（注意还不是地址），

根据页表项的位（如参考位，脏位，保护位等）判断此次操作是否合法，非法则抛出异常；

获取偏移地址（第一个地址去除页地址）之后与PTE.PFN<

调用函数AccessMemory（PhysAddr）完成取值；