内存管理-页机制.pptVIP

之分页内存管理 内存管理之分页机制 思考：不同进程的地址空间是相互冲突还 是和平共处？ 眼见为实：（和平共处，此图绝无造假） 和平共处的秘密并不复杂 ----简单说就是查表转换（分页地址变换） 对“线性地址”的认识： 分页存储管理之原理说明： 页目录表和页表的关系：（很重要） 二级分页地址变换机制：（重点） 二级分页地址变换中的基本运算： 二级分页地址的完整运行流程：（重中之重） 二级分页地址机制带来的问题： 关于 CPU 的一些知识： 利用Cache实现地址的快速变换： 利用Cache实现地址的快速变换： 分页机制之进阶： 分页机制之完结：虚拟内存 分页机制之完结：虚拟内存的实现机制 分页机制之完结：虚拟内存的实现机制 分页机制之完结：虚拟内存的实现机制 作 业 《操作系统原理》 教材：汤子瀛《计算机操作系统》获部级优秀教材 主讲：柳军 0进程A 0进程B ？ ？？ 华南虎 vs 东北虎 是二虎相争？ 还是和平共处？ 0进程 A的线性地址空间 0进程 B的线性地址空间 物理内存 A 的分页地址变换机制 B 的分页地址变换机制 3486 0x0021370 3816 0x0134370 …… 核心提示： 地址变换可以将进程之间相互重叠的“线性地址”变换到不同的“物理地址”，从而避免了真正意义上的地址“冲突”，实现了进程之间的相互隔离。此外还能实现其它很多好处，因此现代的操作系统都采用地址变换进行内存管理。 1、逻辑地址：汇编语言 (段:偏移) mov bx,1000H mov ds,bx mov al,[10H] 2、线性地址：由逻辑地址转换得到 1000H ds左移 4 位 10000H (实模式下) + 10H 加上段内偏移 10010H 3、物理地址：未分页 线性地址 == 物理地址 分页（保护模式）线性地址 != 物理地址 Intel x86 CPU 架构下的三种“地址” 说明： 1、分页内存管理将进程的线性地址空间分成大小相等的片，称为页面或页，目前页的大小取 4096 (0x1000)个字节。把物理内存分成与页面相同大小的存储块，称为物理块或页框。 2、操作系统为进程建立从线性地址页到物理地址页的变换关系表，中间用到 2 种线性表，分别称为页目录表和页表，表的大小都是 4096 个字节。(关系见下页) 3、CPU内部为分页机制提供了硬件支持，以加快变换速度。 第 0 页 0 …. 0xFFF 0x1000 …. 0x1FFF 0x2000 …. 0x2FFF 第 1 页 第 2页 0x3000 第 3 页 …… …… 页目录表 0x2000 …… 页表0 4096 字节 …… …… …… 说明： 为了表征 32 位地址，表中每个数据都是 4 Bytes。注意这些表中的数据的低 12 位都是 0。 0 1 2 1023 …… 页表1 …… 0x5000 …… 页表1023 …… 0x2000 0x6000 0x6000 0x5000 0 1 1023 … … 0 1 1023 … CR3 4096 字节 0x9000 0x1000 0x19000 0x21000 0x89000 0x27000 0 1 … 1023 页框 由操作系统负责建立 (内存中) CPU内部高速寄存器（保存正在运行进程的页目录表首地址） 页目录表 页表 物理内存 线性地址 线性 地址 101010101010 0000000010 0000000100 31 22 21 12 11 0 1、页内偏移量 00000001000000000010101010101010 00000000000000000000111111111111 0xFFF ------------------------------------------------------------------------ 00000000000000000000101010101010 2、页目录表的索引 3、页表的索引 00000001000000000010101010101010 00000000000000000000000000000100 右移22次 00000001000000000010101010101010 00000000000000000001000000000010 右移12次