参考 深入理解Linux内核
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PAE(Physical Address Extension)机制
x86内存地址：
段寄存器：
段描述符：
段描述符是8字节大小，存放在GDT或者LDT中
BASE:线性地址
G:这个位如果是0，表示一字节大小单位，如果是1，表示是4096
Limit:存放段中最后一个内存单元的偏移量，如果G=0，一个段的大小在1个字节到1MB之间变化，否则，将在4K到4G之间变化
S:系统标志，如果它被请0，这是一个系统段，存储LDT这种关键的数据结构，否则它是一个普通的代码段或者数据段
Type:描述了段的类型特征和它的存取权限
DPL：描述符特权级
P：0表示当前的段不在主存中。Linux总是把这个标志设为1，因为它从来不把整个段交换到磁盘上去。
D：取决于代码段还是数据段
AVL：被Linux忽略
Linux GDT(全局描述符表)和LDT(局部描述符表)
GDT包含18个段描述表和14个空的描述符
任务状态段
分页
页表项的大小是4bytes
分页举例：
假设线性地址是0x20021406
0x80指向目录项
0x21指向叶标祥
0x406在0x21指向页中的偏移地址
PAE(Physical Address Extension)机制
引脚数从32扩展到36
页表项大小从32扩展到64
Filed从20扩展到24
PAE扩展硬件内存地址，线性地址没发生变化
硬件高速缓存
由于主存和CPU之间速度不匹配，所以又加入高速缓存
读操作：
CPU直接在高速缓存中查找数据，
写操作：
通写：
内存和高速缓存同时更新
回写：
只更新高速缓存，在接收到FLUSH的硬件信号，在把高速缓存行写入到RAM中
Linux中的分页
采用四级页表结构：
物理内存布局
内核将下列页框标记为保留
(1)在不可用的物理地址范围内的页框
(2)含有内核代码和已经初始化数据结构的页框
Linux内核安装一般是从0x00100000开始的地方，从第二个MB开始
内核第一个MB用来
(1)页框0又BISO使用，存放加电自检期间检查到的系统硬件配置。
(2)物理地址从0x000a0000到0x000fffff留给BISO例程。
(3)映射ISA图形卡的内部内存，并且PC上640KB~1MB之间内存被保存，称之为洞。
进程的页表
在linux中有两种系统状态：
用户态
内核态
0x00000000~0xBFFFFFF线性地址，用户态内内核态都可以访问
0xC0000000~0xFFFFFFFF线性地址只有内核态可以进行访问
内核页表
内核维持着一组自己使用的页表，驻留在所谓的主内核页全局目录，系统初始化之后，还没有被任何进程或者内核线程直接使用，
内核如何初始化页表：
(1) 创建一个有限的地址空间，包括内核的代码段和数据段、初始化页表和存放动态数据结构的128KB的空间
(2)利用剩余的RAM建立分页表
临时内核页表
页描述符：
Linux内存管理区
0 ZONE_DMA 0~16MB
1 ZONE_NORMAL 16MB~896MB
2 ZONE_HIGHMEM 896MB之上
0通过 DMA访问
1内核可以直接访问
2内核无法直接访问，需要通过高端内存页框映射
每个管理区有自己的管理区描述符
管理区页框分配器：
内核子系统，处理对连续分配页框的内存分配请求
高端内存页框的内核映射：
由于高端内存访问无法通过线性地址完成，只能通过alloc_page类型的函数，内核线性地址空间的最后128MB的一部分专门用于映射高端内存页框
高端内核映射机制有三种：
（1）永久内核映射
（2）临时内核映射
（3）非连续内存区管理
伙伴算法系统
CPU页框高速缓存