本文主要讨论Linux对物理地址空间的分页机制的实现。
分页机制说来也简单，借助MMU来实现进程虚拟地址空间到物理地址空间的映射，在x86平台中，PGD的基地址存放在CR3寄存器，对于ARM平台，在TIBRx寄存器，每当切换进程上下文的时候，Linux都会将本进程的PGD基地址写入相应的寄存器，如此便更换了虚拟地址到物理地址的映射关系，其产生的结果的就是不同进程中的同一个虚拟地址，经过PageGlobleDentry->PageUpperDentry->PageMiddleDentry->PageTableEntry的映射，找到的是不同的物理页框pfn，也就找到了不同的物理地址。
上图是比较典型的32bit CPU中3级页表模型，在64bit视物理地址总线宽度的不同(eg ARM64采用48bit寻址)可能会采用更多级的页表，但其基本原来都是一样的。
MMU除了要完成相应地址的映射，还要进行权限检查，由于地址映射都是以页为单位的，所以权限检查也是以页为单位的。具体地，每种CPU的MMU支持的权限标志位可能都不一样，以ARM Linux为例，其使用在权限定义在arch/arm/include/asm/pgtable*.h中，包括标记页面是否在主存中的L_PTE_PRESENT、标记页面是否是脏页的L_PTE_DIRTY、以及页面是否可执行的PAGE_SHARED_EXEC等。当Linux触发Page Fault时，就会准备好平台相关的MMU表项结构：映射关系和权限，放在相应的页目录中以供MMU使用。
PHYS_OFFSET，PAGE_OFFSET
这两个宏是系统对于物理地址空间划分很常用的两个宏，由于内核的虚拟地址空间和物理地址空间存在线性映射的关系，通过这两个宏，就可以很快地完成转换
| Macro | 含义 | 备注 |
|---|---|---|
| PHYS_OFFSET | RAM偏移 | 物理地址空间RAM的起始地址 |
| PAGE_OFFSET | kernel space偏移 | 虚拟地址空间中内核地址空间的起始地址 |
pgd_t, pud_t, pmd_t
这几个变量的类型分别是PGD，PUD，PMD的基地址，主要注意的是，作为物理地址，它们的本质是unsigned long, 而不是指针。
*_SHIFT, *_MASK
这两类宏在内存管理也很常见，前者是用于计算相应空间的大小的对数，比如，对于页来说
#define PAGE_SHIFT 12 #define PAGE_SIZE (1<<PAGE_SHIFT)
类似的还有PMD_SHIFT，PUD_SHIFT，PGDIR_SHIFT等。
后者用于计算屏蔽低位的掩码。
#define PAGE_MASK (~(PAGE_SIZE-1))
ALIGN()
要解释这个宏，就需要看看x&~(2^n -1 )的计算结果。对于一个2的指数，其二进制假设为0x10000，则0x10000 – 1 = 0x01111, ~0x01111 = 0x1111111…0000，可见任何一个数x与该数做”与”运算，低位都会被掩掉，也就是向下对齐的效果，即
#define ALIGN(x,a) (x&~(a-1))
同理，对于向上对齐，我们只需要的使用(x+(a-1))&~(a-1)即可，这就是ALIGN。
ALLIGN(x,a)用于x以a为标准向上对齐的值，a必须是2的次方，定义如下：
#define ALIGN(x,a) __ALIGN_MASK(x,(typeof(x))(a)-1) #define __ALIGN_MASK(x,mask) (((x)+(mask))&~(mask))