當發出對虛擬地址的引用時，處理器試圖找到相匹配的TLB入口。如果找到則直接將虛擬地址轉換成物理地址並對數據進行處理。如果沒有找到則向操作係統尋求幫助。處理器將向操作係統發出TLB失配信號，它使用一個特定的係統機製來將此異常通知操作係統。操作係統則為此地址匹配對產生新的TLB入口。當操作係統清除此異常時，處理器將再次進行虛擬地址轉換。由於此時在TLB中已經有相應的入口，這次操作將成功。
使用高速緩存的缺點在於Linux必須消耗更多的時間和空間來維護這些緩存，並且當緩存係統崩潰時係統也將崩潰。
Linux頁表
圖3.3Linux的三級頁表結構
Linux總是假定處理器有三級頁表。每個頁表通過所包含的下級頁表的頁麵框號來訪問。圖3.3給出了虛擬地址是如何分割成多個域的，每個域提供了某個指定頁表的偏移。為了將虛擬地址轉換成物理地址，處理器必須得到每個域的值。這個過程將持續三次直到對應於虛擬地址的物理頁麵框號被找到。最後再使用虛擬地址中的最後一個域，得到了頁麵中數據的地址。
為了實現跨平台運行，Linux提供了一係列轉換宏使得核心可以訪問特定進程的頁表。這樣核心無需知道頁表入口的結構以及它們的排列方式。
這種策略相當成功，無論在具有三級頁表結構的AlphaAXP還是兩級頁表的IntelX86處理器中，Linux總是使用相同的頁表操縱代碼。
頁麵分配與回收
對係統中物理頁麵的請求十分頻繁。例如當一個可執行映象被調入內存時，操作係統必須為其分配頁麵。當映象執行完畢和卸載時這些頁麵必須被釋放。物理頁麵的另一個用途是存儲頁表這些核心數據結構。虛擬內存子係統中負責頁麵分配與回收的數據結構和機製可能用處最大。
係統中所有的物理頁麵用包含mem_map_t結構的鏈表mem_map來描敘，這些結構在係統啟動時初始化。每個mem_map_t描敘了一個物理頁麵。其中與內存管理相關的重要域如下：
count
記錄使用此頁麵的用戶個數。當這個頁麵在多個進程之間共享時，它的值大於1。
age
此域描敘頁麵的年齡，用於選擇將適當的頁麵拋棄或者置換出內存時。
map_nr
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記錄本mem_map_t描敘的物理頁麵框號。
頁麵分配代碼使用free_area數組來尋找和釋放頁麵，此機製負責整個緩衝管理。另外此代碼與處理器使用的頁麵大小和物理分頁機製無關。
free_area中的每個元素都包含頁麵塊的信息。數組中第一個元素描敘1個頁麵，第二個表示2個頁麵大小的塊而接下來表示4個頁麵大小的塊，總之都是2的次冪倍大小。list域表示一個隊列頭，它包含指向mem_map數組中page數據結構的指針。所有的空閒頁麵都在此隊列中。map域是指向某個特定頁麵尺寸的頁麵組分配情況位圖的指針。當頁麵的第N塊空閒時，位圖的第N位被置位。
圖free-area-figure畫出了free_area結構。第一個元素有個自由頁麵（頁麵框號0），第二個元素有4個頁麵大小的2個自由塊，前一個從頁麵框號4開始而後一個從頁麵框號56開始。
頁麵分配
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構結據數aera_eerf4.3圖
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收回麵頁
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射映存內
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