作業系統概論，第八章，虛擬記憶體（三），複習MMU與page table

在程式執行中，記憶體空間以 邏輯地址 (Logical Address) 的形式呈現，而計算機的 記憶體管理單元 (memory management unit, MMU) 則是一種硬體，其功能是允許作業系統透過 頁表 (Page Table) 來將這些 邏輯地址 映射到相對應的 實體位址 (Physical Address)。

當 process 要從 virtual address 讀取資料時，會透過 page table 來找到對應的 physical address，再傳回資料。 每個 process 都有自己的 page table。

當程式存取記憶體時，CPU 會將指定的位址（虛擬 位址）轉換為實體位址。 這個將虛擬位址對應到實體位址的對照表稱為「分頁表（page table）」。 透過切換頁表，即使是相同的虛擬位址，也能對應到不同的實體位址。 這種機制可以實現記憶體空間的隔離（虛擬位址空間隔離），達到核心與應用程式區域分離的效果，進而提升系統安全性。 在本章中，我們將實作基於硬體的記憶體隔離機制。 本書採用 RISC-V 的一種分頁機制：Sv32。 Sv32 是一種使用兩層頁表的設計，其虛擬位址長度為 32 位元，並被拆分為： 你可

Page table是存放在記憶體中，作業系統運用page-table base register (PTBR)記錄起始位置跟page-table length register (PTLR)記錄page table的大小。

例如：為了方便管理，可以把作業系統的核心放在 4MB 的分頁中，而一般應用程式則使用 4KB 的分頁。 此外，在 Linux 作業系統中還有一種用法：Linux 作業系統的核心部分常常需要使用實體位址，因此在 Linux 中，應用程式和核心是使用不同的分頁目錄。

A Page Table is a data structure that maps virtual addresses (used by processes) to physical addresses (actual locations in memory). The size and format of a PTE vary by system architecture and OS, but it always contains enough information for efficient m

分頁表 （page table）是一種 資料結構，它用於電腦 作業系統 中的 虛擬記憶體 系統，其儲存了虛擬位址到實體位址間的對映。