任务一-进程内存初始化与页表建立1

任务一：进程内存初始化与页表建立 本资源主要介绍操作系统中进程内存初始化和页表建立的知识点，涵盖了虚拟内存映射结构、页表建立、进程内存管理等方面的内容。 一、虚拟内存映射结构 虚拟内存（Virtual Memory）是操作系统中的一种内存管理机制，它允许程序使用比物理内存更多的地址空间。虚拟内存的映射结构是指将虚拟地址空间映射到物理内存地址空间的过程。 在这个任务中，我们需要了解虚拟内存映射结构，包括虚拟地址空间、物理地址空间、页表、页目录等概念。 二、进程内存初始化 进程内存初始化是指在进程创建时，操作系统为进程分配内存空间，并初始化进程的内存结构。在这个任务中，我们需要实现进程内存初始化，包括初始化 page_map 结构、设置进程栈、分配物理页框等。 三、页表建立 页表（Page Table）是操作系统中用于管理虚拟内存的数据结构。页表用于将虚拟地址空间映射到物理地址空间。我们需要在这个任务中实现页表建立，包括建立进程的页表、实现 TLB 重填操作、实现页表切换等。 四、关键函数实现 在这个任务中，我们需要实现以下关键函数： * init_memory：该函数实现对 page_map 结构的初始化。 * page_paddr：该函数需要实现根据传入的物理页号返回对应的物理页框地址。 * page_vaddr：该函数需要实现根据传入的物理页号返回对应的虚拟地址。 * page_alloc：该函数实现从物理页框中找到一个空闲页框，并初始化页框属性。 * setup_page_table：该函数需要实现建立进程的页表。 五、注意事项 在这个任务中，我们需要注意以下几点： * 本次任务不考虑内核线程的虚拟内存。 * 进程栈的设置在这个任务中，进程栈仍然使用内核空间，不需要为进程栈建立页表。 * 物理页框的编号从 MEM_START 开始，每个页表包含 PAGE_N_ENTRIES 个页表项。 六、Page Map Entry 在这个任务中，我们需要设计一个描述物理页框的结构，即 Page Map Entry。该结构用于追踪所有页框的信息，包括页框的物理地址、虚拟地址、页框的状态等。 七、物理地址和虚拟地址的对应关系 在这个任务中，我们需要考虑物理页号和物理地址的对应关系，以及内核虚址和物理页号如何换算。我们需要实现 page_paddr 和 page_vaddr 两个地址转换函数，这两个函数用于将物理页号转换为物理地址和虚拟地址。 八、实现要求 在这个任务中，我们需要实现所有的要求，包括设计和评审、开发、测试等。我们需要根据实际需要逐步添加 Page Map Entry 结构的信息，并实现所有的函数和数据结构。