在Linux中,PFN(Page Frame Number)是指页框号,它是用于标识物理内存页面的编号,PFN是虚拟内存管理中的一个关键概念,它与虚拟地址空间中的页表项(PTE)相关联。
在Linux系统中,虚拟地址空间被划分为多个页面,每个页面的大小通常为4KB,这些页面可以是用户空间的页面、内核空间的页面或者共享的页面,当进程访问虚拟地址时,需要将其映射到物理内存中的实际页面上,这个过程称为页面映射或页表查找。
页表是一个数据结构,用于将虚拟地址映射到物理地址,每个进程都有一个自己的页表,其中包含了虚拟地址和物理地址之间的映射关系,页表中的每一项称为页表项(PTE),它包含了该页面的物理地址(PFN)。
当进程访问一个虚拟地址时,CPU会首先检查页表项是否存在于高速缓存中,如果存在,则直接获取对应的PFN;如果不存在,则从内存中的页表中查找相应的PTE,找到PTE后,CPU会读取其中的PFN,并将虚拟地址转换为物理地址。
PFN的作用是将虚拟地址映射到物理内存中的实际页面上,通过使用PFN,操作系统可以有效地管理物理内存资源,实现虚拟内存和物理内存之间的映射关系。
在Linux系统中,PFN的管理由内核负责,内核维护着一个页框池,用于存储可用的物理内存页面,当进程需要分配新的物理页面时,内核会从页框池中选择一个空闲的页框,并将其分配给进程,内核还会更新进程的页表,将相应的PTE指向分配的物理页面的PFN。
除了分配物理页面外,内核还需要回收和释放不再使用的物理页面,当进程终止或释放内存时,内核会将相关的物理页面标记为空闲,并将其返回到页框池中供后续使用。
PFN是Linux中用于标识物理内存页面的编号,通过使用PFN,操作系统可以实现虚拟内存和物理内存之间的映射关系,有效地管理物理内存资源,在Linux系统中,PFN的管理由内核负责,包括分配和回收物理页面的操作。
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