分页式 分段式 段页式实现原理

在这篇博客中，来详细介绍一下程序地址空间的概念，一开始叫做进程地址空间。在内核当中创建一个进程，会有这个PCB(进程控制块)，在这个PCB中，有一个内存指针struct mm_struct mm指向程序地址空间，或者叫做进程地址空间。
那么内核空间在哪里呢？
是在用户空间中，在这里讨论的都是以32位系统为参照的。这样自说很枯燥，上个图.

在父进程PCB中，内存指针指向虚拟地址空间，但是在系统调用出一个子进程的时候，虚拟地址空间是不会被fork出的。父子进程是抢占式执行的，这就是万恶之源，他们使用了同一个地址空间。这是为什么呢？因为进程虚拟地址空间是认为规定的，不能存储数据，要存储数据需要靠的是介质，也就是物理内存。物理内存里存放的是物理地址，那么逻辑地址会指向物理地址，存储数据时首先改变逻辑地址，然后通过一个叫做页表的结构，在页表这个结构中存放逻辑地址和物理地址，这个fork后也会拷贝给子进程。 所以页表的功能子进程也可以继承。


这上面就是基本的实现方式。
这种主要是需要一个写时拷贝：当数据发生修改的时候，才会分配一个物理内存，并且将页表当中的映射关系改掉。
接下来介绍三种存储方式

分页式：

前提：
会将虚拟地址空间分成一页一页的格式，会将物理内存分为一块一块一块的格式
这个块的大小分成4096
分页式逻辑地址组成为页号和页内偏移
页号指向块号：块起始地址+页内偏移
假设虚拟地址为5000，请你计算物理地址，页号，页内偏移（块号为4096）
页号=虚拟地址/块大小 5000/4096=1
页内偏移=虚拟地址%块的大小 5000%4096=4
快的起始地址=块号块大小 54096
物理地址=块的起始地址加页内偏移

分段式

将虚拟地址映射成为物理地址的结构不是页表而是段表
虚拟地址的构成为段号和段内偏移
对比分页式和分段式的优缺点
分页式数据存储效率高，分段式效率低
分段式对程序很友好，可以通过段表的结构，可以找到虚拟地址空间的一段
段号 段起始地址
通过段号拿到段起始地址+段内偏移==物理地址

分页式和分段式的优缺点
分页式数据存储效率高，分段式效率低
分段式对程序很友好，可以通过段表的结构，找到虚拟地址空间的一段。

段页式

存储的时候采用了段表结构和页表结构
虚拟地址的构成
段号 页号 页内偏移
通过段号在段表中找到了页的起始地址，因为在段表中存放的式段号和页的起始地址
通过页的起始地址指向页表中的页号 在页表中存放的式页号和块号
通过块号指向物理空间找到一个起始块，得到它的块的起始地址。
然后块的起始地址+页内偏移===物理地址
给了一个段号，对应数据段的，然后在这之中分成页，建立一个页表更好管理。