22/8/25 深入理解计算机系统第九章 虚拟内存

9.7 案例：Intel Core i7/Linux 内存系统

见书576

9.8 Linux虚拟内存系统

与进程相关的数据结构 （比如：页表、task和mm结构、内核栈）	对每个进程不同
物理内存	内核虚拟内存
内核代码和数据	对每个进程一样
用户栈	进程虚拟内存
共享库的内存映射区域
运行时堆(malloc分配)
未初始化数据(.bss)
已初始化数据(.data)
代码（.text）

每个存在的虚拟页面都保存在某个区域中，这样可以允许虚拟内存有间隙，内核不用记录不存在的虚拟页。
内核为系统中每个进程维护一个单独的任务结构（task_struct）。任务结构中的元素包括或者指向内核运行该进程所需要的全部信息。（PID，指向用户栈的指针，可执行文件的名字，程序计数器等）
mm_struct 描述了虚拟内存的当前状态：
其中pgd指向第一级页表的基址
mmap指向vm_area_structs的链表。每个vm_area_structs都描述了当前虚拟地址空间的一个区域。
vm_area_structs包含以下字段：
vm_start：指向这个区域的起始处
vm_end：指向这个区域的结束处
vm_prot：描述这个区域内包含的所有页的读写许可权限
vm_flags：描述这个区域的页面是和其他区域共享的，还是私有的。
vm_next：指向链表中下一个区域结构。

linux缺页异常处理

1. 缺页处理程序会先判断虚拟地址是否合法，通过和每个区域结构中的vm_start和vm_end比较判断，如果是不合法的，就会触发段错误。
2. 判断试图进行内存访问是否合法，如果不合法就会触发一个保护异常。
3. 选择一个牺牲页面，如果这个页面修改过就交换，换入新的页面并更新页表，然后重启引起缺页中断的指令。