内存的分段与分页

Posted 2023-02-21 FarmGuo

虚拟地址经过内存管理单元处理（MMU）成物理地址，然后再访问。
经过段内存管理单元处理变成线性地址，再经过页内存管理单元处理变成物理地址。
但目前的系统实际上只存在分页，而不存在分段。
常见的cs代码段，ds数据段，ss堆栈段，es拓展段等等这些段表面上是存在的，里面也是有值的，但是其段选择子对应的基址却是0。相当于不分段。
分页的具体流程是什么样呢？以32位系统为例，一般采用2级分页形式。
即页目录项和页表项再到具体的页。
一页为4K大小，页目录项和页表项的大小也是4K，其中每一项的大小为4B，所以页目录项和页表项的个数是1024个。

32位

一个32位的虚拟地址划分为高10位、中10位和低12位。
高10位用来在页目录项中查找页表项的地址，中10位用来在页表项中查找页的地址，低12位（4K）确定具体地址偏移。
页目录项的地址存在CR3寄存器中，因为页目录项和页表项是4K大小的，即4K对齐，所以低12位可以忽略，页表项每个4B的内容，高20位是具体内存页的地址，低12位存放着该页其他信息（读/写RW，脏D，存在P等）。
寻址空间为 1024 * 1024 * 4K = 4G

64位

64位地址，通常只使用低48位，低12位用于确定页内偏移，其余的36位分给页表，分成4级，每个级占9位。页大小依旧是4K，但页表中每一项变成了8B，所以每页有512项（9位）。4K大小即低12位不用，依然来存放状态信息。

寻址空间为 5125125125124K = 256T

参考
https://cloud.tencent.com/developer/article/1421792
https://www.cnblogs.com/huaweiyun/p/15402432.html
https://www.cnblogs.com/lanrenxinxin/p/4735027.html