系统如何选择正确的页面表？

Question

让我们关注单处理器计算机系统。创建进程时，据我所知，页面表会被设置，将虚拟地址映射到物理内存地址空间。每个进程都有自己的页表，存储在内核地址空间中。但是MMU如何为流程选择正确的页面表，因为不仅有一个进程在运行，而且会发生许多上下文切换？

感谢任何帮助！

最佳， 西蒙

Answer 1

处理器有一个称为页表基址寄存器（PTBR）的特权寄存器，在x86上它是CR3。在上下文切换中，OS更改PTBR的值，以便处理器现在知道要使用哪个页表。除了PTBR之外，许多现代处理器都具有地址空间号（ASN）的概念。进程被赋予地址空间号（来自有限池），并且该ASN也被设置在上下文切换器上的寄存器中。该ASN用作TLB匹配的一部分，并允许来自多个地址空间的TLB条目共存。只有在重用ASN时才需要刷新TLB，然后才需要匹配该ASN的条目。大多数x86实现都比这更粗糙，并且有一个全局页面的概念（对于共享库和共享数据）。

Answer 2

在这种情况下，MMU完全不知道进程是什么。操作系统可以跟踪进程的跟踪，为您创建每个进程生成一个页表。上下文切换的过程如下：

1. 操作系统告诉MMU使用位于物理地址0xFOO的页表

2. 操作系统对可编程中断定时器（PIT）进行编程，以便在BAR毫秒后产生硬件中断。

3. 操作系统恢复进程状态（CPU寄存器，程序计数器等）并跳转到正确的地址。

4. 该过程一直持续到PIT触发中断为止。

5. 处理PIT中断的操作系统例程然后保存程序状态（寄存器等），使用调度算法确定下一个要运行的进程（在一个简单的例子中，循环链表），然后启动在步骤1。

我希望能够解除你可能遇到的任何疑虑。简短的回答：MMU与流程无关，不知道流程是什么。