linux mmu cpu

 

Linux中CPU是如何访问到内存的？--MMU最基本原理（转）

什么是MMU?

摘自维基百科：
   内存管理单元（英语：memory management unit，缩写为MMU），有时称作分页内存管理单元（英语：paged memory management unit，缩写为PMMU）。它是一种负责处理中央处理器（CPU）的内存访问请求的计算机硬件。它的功能包括虚拟地址到物理地址的转换（即虚拟内存管理）[1]、内存保护、中央处理器高速缓存的控制，在较为简单的计算机体系结构中，负责总线的仲裁以及存储体切换（bank switching，尤其是在8位的系统上）。
   在开始之前，希望读者简略读过我之前写的一篇文章：

操作系统总结之内存管理（除虚拟内存管理）

以下论述，皆以32位为例

首先，假设页表只有一级：

对于一个有MMU的CPU而言，MMU开启后，CPU是这样寻址的：CPU任何时候，一切时候，发出的地址都是虚拟地址，这个虚拟地址发给MMU后,MMU通过页表来在页表里面查出来这个虚拟地址对应的物理地址是什么，从而去访问外面的内存条。MMU里面的页表地址寄存器，记录了页表本身的存放位置。

 

分页存储管理将一个进程的逻辑地址空间（就是虚拟地址空间）分成若干个大小相等的片，称为页面或页，相应地，把内存空间分成与页面相同大小的若干个存储块，称为（物理）块或者页框

现在我们假设每一页的大小是4KB(意思就是将虚拟地址空间和物理地址空间均分为小块(4KB))，如下所示：

 

 而且假设页表只有一级，这个页表长成下面这个样子，页表的每一行是32个bit

 

 

 

那么MMU会用0这个下标去访问一级页表（一级页表的地址填入MMU的页表地址寄存器）的第0行，第0行的内容写的是2MB(此处不再是最终的物理地址，而是二级页表的物理地址),证明二级页表的地址在2MB，于是MMU自动去以中间的10位作为下标，去查询位置在2MB的二级页表,在2级页表里面，最终查到第0页(地址范围0x00000000~0x00000FFF)这个虚拟地址的物理地址是1GB（这是自己定义的，没有来源），于是MMU去访问内存条的1GB+16这个物理地址。

 

 

 

 

一些概念：

• 虚拟地址：就是逻辑地址，又叫虚地址
• 分页存储管理将一个进程的逻辑地址空间分成若干个大小相等的片，称为页面或页，相应地，把内存空间分成与页面相同大小的若干个存储块，称为（物理）块或者页框
• 每个进程一个页表，存放在物理内存．页表的起始地址在进程未执行时，页表的始址和页表长度存放在本进程的PCB中;进程执行时将两个数据装入页表寄存器 。MMU访问它直接通过该页表寄存器（物理地址）访问

 

 

参考：

转载：https://codeantenna.com/a/vvRWREgz1O

https://www.cnblogs.com/Tattoo-Welkin/p/10335234.html