虛擬地址到物理地址的映射

Question

我懷疑每個進程是否有自己獨立的頁表，那么為什么需要系統范圍的頁表呢？ 此外，如果Page表是將虛擬地址映射到物理地址，那么我認為兩個進程可能映射到相同的物理地址，因為所有進程都具有相同的虛擬地址空間。 系統范圍頁面表上的任何良好鏈接也將解決我的問題？

Answer 1

每個進程都有自己獨立的虛擬地址空間 - 兩個進程可以將virtpage 1映射到不同的physpages。 進程可以參與共享內存，在這種情況下，它們每個都有一些virtpage映射到同一個physpage。

進程的虛擬地址空間可用於將virtpages映射到physpages，內存映射文件，設備等.Virtpages不必連接到RAM。 一個進程可以對整個1GB文件進行內存映射 - 在這種情況下，它的物理內存使用量可能只有幾兆，但其虛擬地址空間使用量將為1GB或更多。 許多進程可以做到這一點，在這種情況下，所有進程中虛擬地址空間使用量的總和可能是40 GB，而總物理內存使用量可能只有100兆; 這在32位系統上很容易實現。

由於許多進程加載相同的庫，操作系統通常將lib放在一組只讀可執行頁面中，然后在virtpage空間中加載映射，以便每個進程指向一組頁面，以節省物理內存。

進程可能具有不指向任何內容的virtpage映射，例如，如果進程的一部分內存被寫入頁面文件 - 進程將嘗試訪問該頁面，CPU將觸發頁面錯誤，操作系統將看到頁面錯誤並通過掛起進程來處理它，從頁面文件中讀回頁面然后恢復進程。

通常有3種類型的頁面錯誤。 第一種類型是當CPU沒有TLB中的虛擬物理映射時 - 處理器調用OS中的pagefault軟件中斷，操作系統將映射放入處理器進行該過程，然后proc重新運行違規說明。 這些每秒發生數千次。

第二種類型是OS沒有映射時，因為例如，進程的內存已經交換到磁盤，如上所述。 這些在輕載機器上很少發生，但隨着內存壓力的增加，更頻繁地發生，每秒高達100s到1000s，甚至更多。

第三種類型是操作系統沒有映射，因為映射不存在 - 進程正在嘗試訪問不屬於它的內存。 這會產生段錯誤，通常會導致進程被終止。 這些不應該經常發生，並且完全取決於軟件在機器上的編寫程度，並且與調度或機器負載沒有任何關系。

即使你已經知道這一點，我想我會把它扔給社區。