科技速递|linux内核页表映射机制：线性地址如何转为物理地址？( 二 ) 关注”技术简说“（13站同名）

我们刚刚讲过页目录表（一级页表）里保存的是1024个页目录表项，二级页表里保存的是1024个页表项，而且每个页目录表项和页表项的大小都是4个字节。那这些页目录表项和页表项的格式怎样的呢？
P-- 位0 ，是存在（Present）标志，用于指明表项对地址转换是否有效。 P=1表示有效；P=0表示无效。在页转换过程中，如果说涉及的页目录或页表的表项无效，则会导致一个异常。
R/W--位1 ，是读/写（Read/Write）标志。如果等于1 ，表示页面可以被读、写或执行。如果为0 ，表示页面只读或可执行。当处理器运行在超级用户特权级（级别0、1或2）时，则R/W位不起作用。页目录项中的R/W位对其所映射的所有页面起作用。
U/S--位2是用户/超级用户（User/Supervisor）标志。如果为1 ，那么运行在任何特权级上的程序都可以访问该页面。如果为0 ，那么页面只能被运行在超级用户特权级（0、1或2）上的程序访问。页目录项中的U/S位对其所映射的所有页面起作用。
A--位5是已访问（Accessed）标志。当处理器访问页表项映射的页面时，页表表项的这个标志就会被置为1 。当处理器访问页目录表项映射的任何页面时，页目录表项的这个标志就会被置为1 。处理器只负责设置该标志，操作系统可通过定期地复位该标志来统计页面的使用情况。
D--位6是页面已被修改（Dirty）标志。当处理器对一个页面执行写操作时，就会设置对应页表表项的D标志。处理器并不会修改页目录项中的D标志。
AVL--该字段保留专供程序使用。处理器不会修改这几位，以后的升级处理器也不会。
高20位是物理地址页面的基地址。
转换过程
cpu先将32位线性地址分为三段，高10位，中间10位，低12位。

用高10位的值作为索引在页目录表里找到相应的页目录表项，页目录表项里记录了二级页表的物理地址
用中间10位的值作为索引在二级页表（步骤1得到了二级页表的物理地址）里找到相应的物理内存基地址。
物理内存的基地址左移12位加上线性地址的低12位，就得到了最终的物理地址。

缺页
在需要访问某一个页表或页面时，首先要检查P位，若P为1,表明该页表或页面存在于物理存储器中，则可以直接访问它们。若P为0,表明该页表或页面不在物理存储器中，这时分页机制将发出缺页中断信号，引起操作系统进入中断处理例程，把所需的页面从外存（比如磁盘）调入内存。
需要指出， 80x86处理器在P位为0时，对页表和页目录表的表项其它位不做任何解释，此时这些位可以由软件自行使用和解释，Linux就利用此特性，在其它位中存放该页面在交换空间的地址。
当新页面调入物理内存时，若没有空闲的物理页面可用，需要从该进程占用的物理页面中选择某一页淘汰，选中某一页面淘汰时，需要检查D位，当D为1时，表明该页面已被修改过，需要把它写回外存。 D=0时，表明该页面未曾修改，可以直接淘汰而不需写回外存，访问位A可以用于实现页面淘汰的有关算法。
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