xv6 lec04 Page tables

4.1 课程内容简介

• 虚拟内存可以实现进程间的隔离

4.2 地址空间（Address Spaces）

4.3 页表（Page Table）

• 页表主要是在硬件中通过处理器与内存管理单元(Memory Management Unit)实现，所以，在你们的脑海中，应该有这么一张图：CPU正在执行指令，例如sd $7, (a0)。对于任何一条带有地址的指令，其中的地址应该认为是虚拟内存地址而不是物理地址。
• 在RISC-V中，页表的地址是存放在SATP寄存器中，SATP中存的是物理地址
• MMU会去内存中读取page table，然后完成翻译
• 物理内存是56bit是因为主板上只有56根线
• MMU如果索引结果为空，那么就是page fault了？

4.4 页表缓存（Translation Lookaside Buffer）

• TLB中保存的是虚拟地址到物理地址的映射缓存
• TLB会在切换页表的时候清空，清空快表的指令是sfence
• page table是由硬件实现的，所以在xv6中，page table的查找发生在硬件中，MMU是硬件的一部分而不是OS的一部分。但是在XV6中有个叫walk的函数模拟了MMU的功能
• 每一个CPU核中，都有一个MMU与TLB，对于cache的地址索引会根据其是由物理地址还是虚拟地址索引，来决定其索引是MMU前后

4.5 Kernel Page Table

• kernel stack被映射了两次？在kernel data处也映射了kernel page，在PHYSTOP之上也映射了kernel stack，也就说高处的虚拟地址的kernel stack因为存在guard page，好处理错误，所以kernel stack的虚拟地址都用的是PHYSTOP之上的。但是在scheduler中涉及到了kernel stack的直接映射的获取，那么scheduler究竟到底什么时候被设置的？
• 在free memory对应的物理地址中存放用户进程的text，data，page table

4.6 kvminit 函数

• 这里指的128是这个

4.7 kvminithart 函数

• kvminit函数设置了SATP函数
• 在这条指令之前，使用的内存地址都是真实的物理地址

4.8 walk 函数

• 为什么3级page table会比大的page table更好呢？