核心如何定址交換分區文件上的交換記憶體頁？

交換分區不包含結構化文件系統。核心不需要它，因為它將記憶體頁面儲存在標記為交換區域的分區上。由於交換區域中可能有多個記憶體頁面，當程序請求將其頁面載入到記憶體中時，核心如何定位每個頁面。讓我們解釋一下，看看 Devuan OS 的交換分區的標題：

#define SWAP_UUID_LENGTH 16
#define SWAP_LABEL_LENGTH 16
struct swap_header_v1_2 {
   char          bootbits[1024];    /* Space for disklabel etc. */
   unsigned int  version;
   unsigned int  last_page;
   unsigned int  nr_badpages;
   unsigned char uuid[SWAP_UUID_LENGTH];
   char          volume_name[SWAP_LABEL_LENGTH];
   unsigned int  padding[117];
   unsigned int  badpages[1];
};

因此，當mkswap為分區執行命令時，這就是放置在該分區上的內容，即交換標頭。

現在，讓我們有一個場景，其中程序 A 的記憶體頁面被交換，因此交換區域中有一個記憶體頁面。當然，交換區中可能有很多記憶體頁。現在，程序 A 需要訪問被交換的記憶體頁。程序 A 告訴核心，可以給我交換的記憶體頁嗎？核心說：當然，我親愛的朋友。核心在交換分區中尋找程序 A 的記憶體頁面。由於交換分區不是複雜的結構（不是文件系統），核心如何知道如何在交換分區中定位程序 A 的特定記憶體頁面。

也許核心在某個地方儲存了那些交換頁面的扇區地址，所以當一個程序請求它的記憶體頁面時，核心知道在交換分區中查找的位置，從分區中讀取記憶體頁面並將其載入到記憶體中。

交換僅在給定引導期間有效，因此所有跟踪資訊都保存在記憶體中。換入和換出頁面完全由核心處理，並且對程序是透明的。基本上，記憶體被分成頁面，在頁表中跟踪；這些是每個 CPU 架構定義的結構。當一個頁面被換出時，核心將其標記為無效；因此，下次任何嘗試訪問該頁面時，CPU 都會出錯，這將導致核心中的處理程序被呼叫；恢復頁面內容是這個處理程序的責任。

在 Linux 中，有一個swap_info描述每個交換設備或文件的結構。在該結構中，aswap_map將記憶體頁面映射到交換設備或文件中的塊。當一個頁面被換出時，核心將swap_info索引和swap_map偏移量儲存在相應的頁表條目中，這允許它在必要時在磁碟上找到該頁面。（所有受支持的架構在其頁表中都為此提供了足夠的空間，但存在限制——例如，可用空間意味著 Linux 在 x86 上最多可以管理 64GiB 的交換。）

您可以在Mel Gorman 的了解 Linux 虛擬記憶體管理器的“交換管理”一章中找到對所有這些的更詳細的描述。

引用自：https://unix.stackexchange.com/questions/387281