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Linux系统的学习与应用随着互联网的不断发展而被众多程序员掌握，本文我们就通过案例分析来简单了解一下，Linux系统虚拟内存管理与应用方法。

请页与交换

虚存页面到物理页框的映射叫做页面的加载。

当处理器试图访问一个虚存页面时，先到页表中去查询该页是否已映射到物理页框中，并记录在页表中。如果在，则MMU会把页码转换成页框码，并加上虚拟地址提供的页内偏移量形成物理地址后去访问物理内存;如果不在，则意味着该虚存页面还没有被载入内存，这时MMU就会通知操作系统：发生了一个页面访问错误(页面错误)，接下来系统会启动所谓的“请页”机制，即调用相应的系统操作函数，判断该虚拟地址是否为有效地址。

为了公平地选择将要从系统中抛弃的页面，Linux系统使用近少使用(LRU)页面的衰老算法。这种策略根据系统中每个页面被访问的频率，为物理页框中的页面设置了一个叫做年龄的属性。页面被访问的次数越多，则页面的年龄小;相反，则越大。而年龄较大的页面就是待换出页面的***候选者。

快表

在系统每次访问虚存页时，都要在内存的所有页表中寻找该页的页框，这是一个很费时间的工作。但是，人们发现，系统一旦访问了某一个页，那么系统就会在一段时间内稳定地工作在这个页上。所以，为了提高访问页表的速度，系统还配备了一组正好能容纳一个页表的硬件寄存器，这样当系统再访问虚存时，就先到这组硬件寄存器中去访问，系统速度就快多了。这组存放当前页表的寄存器叫做快表。

总之，使用虚拟存储技术时，处理器必须配备一些硬件来承担内存管理的一部分任务。承担内存管理任务的硬件部分叫做存储管理单元MMU。

页的共享

在多程序系统中，常常有多个程序需要共享同一段代码或数据的情况。在分页管理的存储器中，这个事情很好办：让多个程序共享同一个页面即可。

具体的方法是：使这些相关程序的虚拟空间的页面在页表中指向内存中的同一个页框。这样，当程序运行并访问这些相关页面时，就都是对同一个页框中的页面进行访问，而该页框中的页就被这些程序所共享。

页的保护

由上可知，页表实际上是由虚拟空间转到物理空间的入口。因此，为了保护页面内容不被没有该页面访问权限的程序所破坏，就应在页表的表项中设置一些访问控制字段，用于指明对应页面中的内容允许何种操作，从而禁止非法访问。

注意：其中的PCD位表示着是否允许高速缓存(cache)。

如果程序对一个页试图进行一个该页控制字段所不允许的操作，则会引起操作系统的一次中断——非法访问中断，并拒绝这种操作，从而保护该页的内容不被破坏。

多级页表

需要注意的是，页表是操作系统创建的用于内存管理的表格。因此，一个程序在运行时，其页表也要存放到内存空间。如果一个程序只需要一个页表，则不会有什么问题。但如果，程序的虚拟空间很大的话，就会出现一个比较大的问题。

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