21 | 内存管理（下）：为客户保密，项目组独享会议室封闭开发
刘超
该思维导图由 AI 生成，仅供参考
上一节，我们讲了虚拟空间的布局。接下来，我们需要知道，如何将其映射成为物理地址呢？
你可能已经想到了，咱们前面讲 x86 CPU 的时候，讲过分段机制，咱们规划虚拟空间的时候，也是将空间分成多个段进行保存。
那就直接用分段机制呗。我们来看看分段机制的原理。
分段机制下的虚拟地址由两部分组成，段选择子和段内偏移量。段选择子就保存在咱们前面讲过的段寄存器里面。段选择子里面最重要的是段号，用作段表的索引。段表里面保存的是这个段的基地址、段的界限和特权等级等。虚拟地址中的段内偏移量应该位于 0 和段界限之间。如果段内偏移量是合法的，就将段基地址加上段内偏移量得到物理内存地址。
例如，我们将上面的虚拟空间分成以下 4 个段，用 0～3 来编号。每个段在段表中有一个项，在物理空间中，段的排列如下图的右边所示。
如果要访问段 2 中偏移量 600 的虚拟地址，我们可以计算出物理地址为，段 2 基地址 2000 + 偏移量 600 = 2600。
多好的机制啊！我们来看看 Linux 是如何使用这个机制的。
在 Linux 里面，段表全称段描述符表（segment descriptors），放在全局描述符表 GDT（Global Descriptor Table）里面，会有下面的宏来初始化段描述符表里面的表项。
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本文介绍了内存管理中的分段机制和分页机制，以及虚拟地址到物理地址的映射方式。在分段机制下，虚拟地址由段选择子和段内偏移量组成，通过段表进行映射。而Linux操作系统倾向于使用分页机制，将物理内存分成大小相同的页，并通过页表进行映射。文章还介绍了页表的结构和内存映射的管理方式。总结了内存管理系统的三个主要方面：虚拟内存空间的管理、物理内存的管理以及内存映射。最后，提出了课堂练习，引导读者了解大页的大小及配置方法。整体而言，本文深入浅出地介绍了内存管理的基本原理和实现方式，适合读者快速了解内存管理的概况。
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geraltlaush分页机制本质上来说就是类似于linux文件系统的目录管理一样，页目录项和页表项相当于根目录和上级目录，页内便宜量就是相对路径，绝对路径就是整个32位地址，分布式存储系统也是采用的类似的机制，先用元数据存储前面的路径，再用块内偏移定位到具体文件，感觉道理都差不多作者回复: 是的
2019-05-15270
栋能64位Linux机器，4KB页大小，那虚拟地址组成应该是：22位PGD、10位PUD、10位PMD、10位PTE、12位页偏移地址作者回复: 由于x86_64处理器硬件限制。x86_64处理器地址线只有48条，故而导致硬件要求传入的地址48位到63位地址必须相同。 4K页面下， 48位线性地址分为5段，位宽度分别是9、9、9、12。映射的方法为页表查找。
2019-07-20217
崔伟协分页，分段机制的优劣在于哪儿呢，为什么有分页分段作者回复: 都是硬件的机制，操作系统作为软件要用硬件机制。文章里面写了优劣势了。分段容易碎片，不容易换出。
2019-05-15413- Helios请问老师为什么一个表项用4个字节去存储呢
作者回复: 规定，可以去查一下表项的结构，太细节了，所以这里没有提
2019-05-15510 
garlic处理器体系结构支持多重页面大小，操作系统可以根据需要进行相关设置，Linux可以通过hugepage，结合处理器支持页面大小设置多种页面大小，相关笔记： https://garlicspace.com/2020/01/10/%e5%86%85%e5%ad%98%e7%ae%a1%e7%90%86-%e9%a1%b5%e9%9d%a2%e5%a4%a7%e5%b0%8f/作者回复: 是的，Hugepage在优化内存的时候，经常使用，例如虚拟机或者DPDK使用Hugepage
2020-01-114
饭粒32位系统的两级页表那“ 映射 4GB 地址空间就需要 4MB+4KB 的内存”，怎么算的 4MB+4KB ？不太明白。作者回复: 第一级4M，第二级4K
2019-06-2752
小松松请问一下，Linux在哪些管理上使用的分段，哪些情况使用的是分页呢？ 还是说现代操作系统都已经倾向于使用分页来管理了。作者回复: 分段仅用于权限
2019-05-202- 有铭为什么页的默认大小是4KB，这是以什么理由定下来的，为什么不是2KB或者8KB呢
作者回复: 历史因素吧
2019-05-1522 
k先生老师，现在不都是用倒排页表了吗？还用多级页表吗？作者回复: 本课程主要解析x86和x86_64
2020-01-071
佳俊老师，你好，页表目录和页表也需要内存空间，这些内存空间是在哪里分配的呢？作者回复: 后面会讲页表初始化，启动的时候固定的根的位置，的确有点绕
2020-05-18
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