2015.4.8 虚拟存储器

程序被分成虚拟页，内存被分为页帧，虚拟页可以通过全相连的方法映射到任何一个页帧中。

SRAM相当于DRAM的缓存，而DRAM相当于硬盘的高速缓存，但是我们看代价的话，内存不命中相比于SRAM不命中代价要大得多，因此我们要用尽一切办法减少内存的miss，于是我们采用全相连的方法来映射，而且使用写回而不是直写。

于是在调度过程中，我们到底从硬盘调用哪个页面，替换哪个牺牲页的策略由操作系统、MMU和页表实现。页表相当于一个映射，是虚实转换的作用，而具体实现就是由操作系统来实现。

页表(page table)中是一项一项的(Page Table Entry,PTE)，这其中包含了的就是一个一个的映射。这是个可以改变的映射。我们可以这样想：这个页表表示一个映射，定义域指向值域的映射，这是个满射。每当我取定义域中的一个元素，如果有值域，那么我就取值，而且计数器加一，如果没有映射，那么证明我需要的东西还不在当前的映射之中，那么我这个时候就删除使用率最低的一个映射替换成我当前需要的。

这个表到目前为止我们来看需要什么内容，定义域：虚拟页的编号；标记：当前定义域中的元素是否被使用，像是used[i]这个数组的含义；值域，表示我当前的虚拟地址映射到的物理地址。

 

当我需要数据的时候，我自然的首先先找页表，看看我需要的那一项是否在页表中，如果在，命中，我直接取数据就好；如果不在，这时候，进入异常处理程序，调用一个缺页中断，然后找一个牺牲页，数据如果有修改就要写回，然后调进来我需要的数据到内存中，重新执行当前指令。

由于局部性原理，这种策略实际上是很高效的，虽然缺失代价很大，但是并不容易缺失。当然，对于缺失来说，如果常驻集（工作集，程序经常活动的界面集合）大于物理存储器大小，程序将会发生颠簸，经常有界面换进换出。比如：电影。

 

*当我们分配新页面，调用malloc的时候，我们实际上是在页表中新建了一项，就相当于在定义域中添加了一个元素。

*按需界面调度（当我需要界面的时候调入内存，其他的方法比如预测界面）和独立的虚拟地址空间的结合可以很大程度优化我们的系统。

 

为了控制页面访问的内容，我们接下来在每一个PTE中增加三个字符来控制SUP,READ,WRITE，意味着是否是超级用户才能访问，是否可读、可写