01_用户页表

1.概念

用户页表是为用户进程（也就是运行在用户模式下的进程）管理虚拟内存映射的页表。用户页表包含用户进程的虚拟地址空间与物理地址的映射关系。

2.例子

假设有一个用户进程运行，它的虚拟地址空间如下：

• 代码段（Text Segment）：从虚拟地址0x00400000到0x004FFFFF映射到物理地址0x00100000到0x001FFFFF
• 数据段（Data Segment）：从虚拟地址0x00600000到0x006FFFFF映射到物理地址0x00200000到0x002FFFFF
• 堆（Heap）：从0x00800000开始分配物理内存

用户页表将虚拟地址0x00400000映射到物理地址0x00100000，虚拟地址0x00600000映射到物理地址0x00200000。当用户进程尝试访问某个虚拟地址时，CPU会通过用户页表将其转换为对应的物理地址进行访问。

02_内核页表

1.概念

内核页表是操作系统内核用来管理内核空间内存映射的页表。内核页表包含内核空间的虚拟地址映射，但在很多操作系统中，内核页表还包含了所有用户进程共享的内核空间的虚拟地址映射。

2.例子

操作系统内核地址空间可能是这样的：

• 内核代码段：从虚拟地址0xC0000000到0xC01FFFFF映射到物理地址0x00100000到0x001FFFFF
• 内核数据段：从虚拟地址0xC0200000到0xC03FFFFF映射到物理地址0x00200000到0x002FFFFF

内核页表会将虚拟地址0xC0000000映射到物理地址0x00100000。内核空间的地址范围通常是固定的，并且在不同用户进程之间共享。因此，每个用户进程在访问内核空间时，实际上使用的是相同的内核页表。

03_用户页表和内核页表的区别

1.访问权限不同

• 用户页表：用户进程只能访问自己的页表，不允许访问内核空间。
• 内核页表：内核可以访问整个系统的地址空间，包括所有用户空间和内核空间。

2.地址空间不同

• 用户页表：只管理用户进程的虚拟地址空间，通常在低地址范围（例如，0x00000000到0xBFFFFFFF）。
• 内核页表：管理内核空间，通常在高地址范围（例如，0xC0000000以上）。

3.隔离对象不同

• 用户页表：用户进程之间隔离，防止一个进程访问或修改另一个进程的内存。
• 内核页表：通常所有进程共享一个内核页表，内核可以直接访问用户空间和内核空间。