linux 分段、分页机制

1.分段机制
80386的两种工作模式
　　80386的工作模式包括实地址模式和虚地址模式（保护模式）。Linux主要工作在保护模式下。
分段机制
　　在保护模式下，80386虚地址空间可达16K个段，每段大小可变，最大达4GB。
　　从逻辑地址到线性地址的转换由80386分段机制管理。段寄存器CS、DS、ES、SS、FS或GS标识一个段。这些段寄存器作为段选择器，用来选择该段的描述符。
分段逻辑地址到线性地址转换图
图9_7 分段逻辑地址到线性地址转换图
2. 分页机制
分页机制的作用
　　分页机制是在段机制之后进行的，它进一步将线性地址转换为物理地址。
　　80386使用4K字节大小的页，且每页的起始地址都被4K整除。因此，80386把4GB字节线性地址空间划分为1M个页面，采用了两级表结构。
两级页表
　　两级表的第一级表称为页目录，存储在一个4K字节的页中，页目录表共有1K个表项，每个表项为4个字节，线性地址最高的10位（22-31）用来产生第一级表索引，由该索引得到的表项中的内容定位了二级表中的一个表的地址，即下级页表所在的内存块号。
第二级表称为页表，存储在一个4K字节页中，它包含了1K字节的表项，每个表项包含了一个页的物理地址。二级页表由线性地址的中间10位（12-21）位进行索引，定位页表表项，获得页的物理地址。页物理地址的高20位与线性地址的低12位形成最后的物理地址。
利用两级页表转换地址
图9_8 利用两级页表转换地址
3. 内核空间和用户空间
用户空间
　　在Linux中，每个用户进程都可以访问4GB的线性虚拟内存空间。其中从0到3GB的虚存地址是用户空间，用户进程可以直接访问。
内核空间
　　从3GB到4GB的虚存地址为内核态空间，存放供内核访问的代码和数据，用户态进程不能访问。所有进程从3GB到4GB的虚拟空间都是一样的，linux以此方式让内核态进程共享代码段和数据段。