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进程虚拟地址空间
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发布时间:2019-03-05

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PCB内存管理结构

PCB的内存管理采用了一种高效的结构,主要包含两个关键组成部分:页表指针和段信息列表。这种结构使得内存管理更加灵活和高效。通过调整段信息,系统可以实现一次内存的分配,同时也能够验证逻辑地址的合法性。

页表结构(Radix Tree)

页表是虚拟地址与物理地址之间映射的核心机制。其工作原理是通过一个函数f,将虚拟地址映射到对应的物理地址。页表采用Radix Tree结构,这种树状数据结构能够高效地存储和查询映射关系,显著提升了内存管理的性能。

页表项结构

页表项是页表中的基本单元,每个项通常包含以下信息:页号、有效位、修改位、访问权限等。这些信息共同决定了内存的使用方式和权限,确保系统能够合理管理内存空间。

内存查找过程

内存查找是内存管理的核心操作。系统通过虚拟地址首先检查TLB(Translation Lookaside Buffer),如果找到对应的映射,直接使用物理地址;如果未找到,则进入页表查找过程。MMU(内存管理单元)会遍历页表,直到找到对应的物理地址。对于未映射的地址,MMU会触发缺页中断,系统则通过中断处理函数进行合法性验证和内存分配,确保数据能够正确加载到内存中。

内存不足时,系统会触发swap操作,将部分内存数据写入磁盘,从而释放出物理内存空间。下次需要访问这些数据时,缺页中断会再次触发,重新将数据加载到内存中。

这种内存管理机制不仅保证了系统的稳定运行,还通过swap策略优化了内存利用率。

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