学习linux内核-- 内存，看一篇就够了(多图)

内存模块

1 linux内存总体布局:内存分成用户态和内核态

4G进程地址空间解析

内核地址空间

进程地址空间
 

2 地址转换和页表

2.1 地址转换

虚拟内存是指程序使用的逻辑地址。每个进程4G。所有进程共享物理内存4G，所以逻辑地址和物理地址不是一一对应，需要地址转换.

页表由3部分组成：页目录，页面，页内偏移
32bit只有3级 0 －11位：页内偏移OFFSET 12－21位：页面表偏移PT(PTE 页表项.指向一张具体的物理内存页) 22－31位：页面目录偏移PGD
寻址过程如下：
1）操作系统从寄存器CR3获得当前页面目录指针（基地址）；
2）基地址＋页面目录偏移->页面表指针（基地址）；
3）页面表指针＋页面表偏移->内存页基址；
4）内存页基址＋页内偏移->具体物理内存单元。
页号=逻辑地址/页面大小；页面偏移量=逻辑地址%页面大小 。
页目录保存页表项的地址,页表项保存物理地址,最后1项保存4k页内偏移。
进程页表长这样子：

举例说明地址映射:比如要访问线性地址0xBFC0 4FFE(1byte)，2进制形式

1).mmu先取线性地址高10位(31-22)=767，x4=3068=0xBFC，+cr3=0x3800 0bfc，即页目录项在内存的地址，此地址的内容0x392f f000即页表首地址(页对齐最后12位清0)
2).mmu取线性地址下面10位数(21-12)=4，x4=16=0x10，+0x392f f000=0x392f f010，即页表项在内存的地址，此地址的内容0x3080 4000即物理页面的首地址(页对齐最后12位清0)
3).mmu取线性地址最后12位数(11-0)=4094=0xffe作为低12位，0x3080 4000的前20位作为高20位，组成一个新的32位数0x3080 4ffe即线性地址0xBFC0 4FFE对应的物理地址

2.2 内核页表和进程页表的区别和联系