练习题

虚拟内存 - 练习题

练习 1：高半内核映射

修改vmm_init，将内核映射到虚拟地址0xC0000000（3GB处）：

// 物理地址 0x0-0x400000 映射到虚拟地址 0xC0000000-0xC0400000
for (uint32_t i = 0; i < 1024; i++) {
    vmm_map_page(dir, 0xC0000000 + i * PAGE_SIZE, i * PAGE_SIZE, PAGE_WRITABLE);
}

注意：这需要同时保持恒等映射，直到跳转到高地址代码。

练习 2：页表遍历

实现一个函数打印当前的虚拟内存映射：

void vmm_dump_mappings(page_directory_t *dir) {
    // 遍历所有页目录条目和页表条目
    // 打印所有有效的映射: virtual -> physical [flags]
}

练习 3：需求分页

实现延迟分配（lazy allocation）：

1. vmm_map_page时只在页表中标记”待分配”（不分配物理帧）
2. 第一次访问时触发缺页异常
3. 在缺页处理器中分配物理帧并建立真正的映射

练习 4：写时复制（COW）

实现简单的Copy-on-Write：

1. 两个页目录共享同一个物理页（标记为只读）
2. 写入时触发缺页异常
3. 在异常处理器中复制物理页并重新映射为可写

思考题

1. 每个进程的页表结构需要占用多少内存？有什么优化方法？
2. 为什么x86使用二级页表而非一级扁平页表？
3. TLB的大小通常是多少？TLB miss的代价是什么？
4. 如果CR3指向的物理地址本身被换出到磁盘，会发生什么？