本文介绍了AAR64内存管理中最重要的内容--内存转换，解释了虚拟地址是如何翻译为物理地址的，翻译表的格式，以及如何管理TLBS。
最近一直在学习内存管理，也知道MMU是管理内存的映射的逻辑IP，还知道里面有个TLB。
注意这里问的是为什么进程切换比线程慢，而不是问为什么进程比线程慢。当然这里的线程肯定指的是同一个进程中的线程。
作为一个技术人员，不管你日常用的是什么语言，你都应该或多或少的听过c语言。而如果你了解c，那你一定知道它有个，有时可以让你天马行空，有时又可以让你郁郁寡欢的数据类型，是的，它就是指针。
虚拟内存是一种操作系统提供的机制，用于将每个进程分配的独立的虚拟地址空间映射到实际的物理内存地址空间上。通过使用虚拟内存，操作系统可以有效地解决多个应用程序直接操作物理内存可能引发的冲突问题。
昨天下午，旁边的同事在学习Linux系统中的虚拟地址映射(经典书籍《程序员的自我修养-链接、装载与库》)，在看到6.4章节的时候，对于一个可执行的ELF文件中，虚拟地址的值百思不得其解！
通用操作系统，通常都会开启mmu来支持虚拟内存管理，而页表管理是在虚拟内存管理中尤为重要，本文主要以回答几个页表管理中关键性问题来解析Linux内核页表管理，看一看页表管理中那些鲜为人知的秘密。
快表其实是 TLB，是 CPU 封装在芯片里的一个东西，这个概念我在这篇也有讲到：真棒！20 张图揭开内存管理的迷雾，瞬间豁然开朗
虚拟内存 我们知道，早期的计算机内存，只有物理内存，而且空间是极其有限的，每个应用或进程在使用内存时都得小心翼翼，不能覆盖别的进程的内存区。 为了避免这些问题，就提出了虚拟内存的概念，其抽象了物理内存，相当于对物理内存进行了虚拟化，保证每个进程都被赋予一块连续的，超大的（根据系统结构来定，32 位系统寻址空间为 2^32，64 位系统为 2^64）虚拟内存空间，进程可以毫无顾忌地使用内存，不用担心申请内存会和别的进程冲突，因为底层有机制帮忙处理这种冲突，能够将虚拟地址根据一个页表映射成相应的物理地址。 这种
许多年以前，当人们还在使用DOS 或者更古老的操作系统的时候，计算机的内存还非常小，一般都是以K 为单位进行计算的，相应的，当时的程序规模也不大，所以内存容量虽然小，但还是可以容纳当时的程序。
虚拟内存就是在你电脑的物理内存不够用时把一部分硬盘空间作为内存来使用，这部分硬盘空间就叫作虚拟内存。
一、内存管理架构 二、虚拟地址空间布局架构 三、物理内存体系架构 四、内存结构 五、内存模型 六、虚拟地址和物理地址的转换 七、内存映射原理分析 一、内存管理架构 内存管理子系统架构可以分为：用户空间、内核空间及硬件部分3个层面，具体结构如下所示：1、用户空间：应用程序使用malloc()申请内存资源/free()释放内存资源。2、内核空间：内核总是驻留在内存中，是操作系统的一部分。内核空间为内核保留，不允许应用程序读写该区域的内容或直接调用内核代码定义的函数。3、硬件：处理器包含一个内存管理单元（Memo
早期的CPU没有Cache，随着CPU频率的提高，主内存跟不上CPU的频率，CPU需要等待主存，所以 Cache 的出现了，它是解决CPU和内存之间的频率不匹配的问题。
分页的管理方式出现的原因主要是为了解决分段管理方式的缺点，并提供更好的内存管理特性。分页管理的主要优点包括：
虚拟存储器是一种至关重要的技术，它允许程序使用比物理内存更大的地址空间。然而，虚拟地址到物理地址的转换过程带来了额外的开销。为了减少这种开销并提高系统性能，转址旁路缓存（Translation Lookaside Buffer，TLB）被广泛应用
Kmalloc分配的是连续的物理地址空间。如果需要连续的物理页，可以使用此函数，这是内核中内存分配的常用方式，也是大多数情况下应该使用的内存分配方式。
先解释下一个困扰了我很久的问题：虚拟地址（vitural address）和逻辑地址（logical address）的区别。
CPU发出的地址是虚拟地址，MMU通过页表技术，把虚拟地址转换为物理地址，再去访问物理内存条。
页缺失（英语：Page fault，又名硬错误、硬中断、分页错误、寻页缺失、缺页中断、页故障等），指的是当软件试图访问已映射在虚拟地址空间中，但是并未被加载在物理内存中的一个分页时，由中央处理器的内存管理单元所发出的中断。
由于创建或撤销进程时，系统都要为之分配或回收资源，如内存空间、I/O 设备等，需要较大的时空开销，限制了并发程度的进一步提高。为减少进程切换的开销，把进程作为资源分配单位和调度单位这两个属性分开处理，即进程还是作为资源分配的基本单位，但是不作为调度的基本单位（很少调度或切换），把调度执行与切换的责任交给线程，即线程成为独立调度的基本单位，它比进程更容易（更快）创建，也更容易撤销。
基于前言中的内核配置，内核采用39位虚拟地址，因此可寻址范围为2^39 = 512G,采用(linux 默认为五级页表，另外还有PUD,P4D，由于本文只配置三级，其他两项不予罗列)3级页表结构，分别为:
首先我们知道PE有两种状态.一种是内存展开.一种是在文件中的状态.那么此时我们有一个需求.
虚拟内存是操作系统为每个进程提供的一种抽象，每个进程都有属于自己的、私有的、地址连续的虚拟内存，当然我们知道最终进程的数据及代码必然要放到物理内存上，那么必须有某种机制能记住虚拟地址空间中的某个数据被放到了哪个物理内存地址上，这就是所谓的地址空间映射，也就是虚拟内存地址与物理内存地址的映射关系，那么操作系统是如何记住这种映射关系的呢，答案是
尽管基址寄存器和变址寄存器用来创建地址空间的抽象，但是这有一个其他的问题需要解决：管理软件的膨胀(managing bloatware)。虽然内存的大小增长迅速，但是软件的大小增长的要比内存还要快。在 1980 年的时候，许多大学用一台 4 MB 的 VAX 计算机运行分时操作系统，供十几个用户同时运行。现在微软公司推荐的 64 位 Windows 8 系统至少需要 2 GB 内存，而许多多媒体的潮流则进一步推动了对内存的需求。
操作系统确实是比较难啃的一门课，至少我认为比计算机网络难太多了，但它的重要性就不用我多说了。
本章我们从硬件底层开始，首先研究TLB机制以及如何设置。在此基础上分别研究裸机程序和操作系统下内存管理机制。
于浩进，linux内核爱好者，现就职于北京灵汐科技有限公司，任职BSP工程师，主要负责IP验证、多媒体驱动开发及一些bring up等工作。
目前我们已进入保护模式,但依然会受到限制,虽然地址空间达到了4GB,但此空间是包括操作系统共享的4GB空间，我们把段基址+段内偏移地址称为线性地址，线性地址是唯一的，只属于某一个进程。在我们机器上即使只有512MB的内存，每个进程自己的内存空间也是4GB，这是指的虚拟内存空间。一直以来我们都是在内存分段机制下工作的，该模式下如果系统里面的应用程序过多，或者内存碎片过多无法容纳新的进程，则可能会出现进程需要等待，或无法直接运行的局面，而内存分页机制，理论上只要4KB内存就可以让程序运行下去。
现代操作系统的普遍做法是引入“虚拟内存”的机制，应用程序是面向虚拟内存编写的而不是面向物理内存。应用程序在运行的时候使用的是虚拟地址，CPU负责将虚拟地址转换为物理地址。
内存作为计算机系统的组成部分，跟开发人员的日常开发活动有着密切的联系，我们平时遇到的Segment Fault、OutOfMemory、Memory Leak、GC等都与它有关。本文所说的内存，指的是计算机系统中的主存（Main Memory），它位于存储金字塔中CPU缓存和磁盘之间，是程序运行不可或缺的一部分。
最近在工作中遇到一个mmap使用相关的问题，造成了一定的困惑，于是花了些时间补了下 mmap的功课，在这里分享给大家，错误和不足之处大家多指教。
冯-诺依曼老爷子告诉过我们，算术逻辑单元和控制器单元组成的 CPU 负责进行运算以及程序流程的控制。运算所需要的指令和数据由 内存 来提供。
笔者面试过不少业务后台开发候选人，当问起内存管理的相关问题时，往往都会答出 JVM 的垃圾回收机制，并对 Serial、Parallel、CMS 等收集器如数家珍，侃侃而谈。
在存储器里以字节为单位存储信息，为正确地存放或取得信息，每一个字节单元给以一个唯一的存储器地址，称为物理地址（Physical Address），又叫实际地址或绝对地址。
其实现实中，CPU通用寄存器的速度和主存之间存在着太大的差异。两者之间的速度大致如下关系：
常见的内存分配函数有malloc，mmap等，但大家有没有想过，这些函数在内核中是怎么实现的？换句话说，Linux内核的内存管理是怎么实现的？
内存虚拟化是一个很大的话题，最近安全部门发现了一个qemu内存虚拟化的安全漏洞，反馈给云平台让解决，感觉很棘手，引起了我对内存虚拟化的思考，想到什么问题就把思考记录下来。
虚拟地址空间—–分配给进程的虚拟内存 虚拟地址—–在虚拟内存中指令或数据的位置，该位置可以被访问，仿佛它是内存的一部分。
在可执行文件PE文件结构中，通常我们需要用到地址转换相关知识，PE文件针对地址的规范有三种，其中就包括了VA，RVA，FOA三种，这三种该地址之间的灵活转换也是非常有用的，本节将介绍这些地址范围如何通过编程的方式实现转换。
该文介绍了Linux系统编程中进程地址空间的基本概念和详细说明。包括分段机制、虚拟地址、分页机制、环境变量、命令行参数、栈、共享库和mmap内存映射区等。
在用户的视角里，每个进程都有自己独立的地址空间，A进程的4GB和B进程4GB是完全独立不相关的，他们看到的都是操作系统虚拟出来的地址空间。但是呢，虚拟地址最终还是要落在实际内存的物理地址上进行操作的。操作系统就会通过页表的机制来实现进程的虚拟地址到物理地址的翻译工作。其中每一页的大小都是固定的。这一段我不想介绍的太过于详细，对这个概念不熟悉的同学回去翻一下操作系统的教材。
在某些时候我们需要读写的进程可能存在虚拟内存保护机制，在该机制下用户的CR3以及MDL读写将直接失效，从而导致无法读取到正确的数据，本章我们将继续研究如何实现物理级别的寻址读写。
在Linux下，elf文件有三类，分别是： relocatable ， shared object, executable. 见下面的例子：
VA (virtual Address) 虚拟地址的意思 ,比如随便打开一个PE,找下它的虚拟地址
DMA全称Direct Memory Access，CPU访问外设内存很慢，如果由CPU给外设大量搬运数据，CPU会大量空转等待搬运数据完成，所以发明出DMA engine，把搬运数据的任务由DMA engine来完成，CPU只要告诉DMA engine从什么地方开始搬运多大数据就行了，然后就可能干其它有意义的工作，DMA engine搬运完数据就打断CPU说搬运完了，接着搬运哪的数据手动多大。
廖威雄，目前就职于珠海全志科技股份有限公司从事linux嵌入式系统(Tina Linux)的开发，主要负责文件系统和存储的开发和维护，兼顾linux测试系统的设计和持续集成的维护。
操作系统用于处理内存访问异常的入口操作系统的核心任务是对系统资源的管理，而重中之重的是对CPU和内存的管理。为了使进程摆脱系统内存的制约，用户进程运行在虚拟内存之上，每个用户进程都拥有完整的虚拟地址空间，互不干涉。而实现虚拟内存的关键就在于建立虚拟地址(Virtual Address,VA)与物理地址(Physical Address,PA)之间的关系，因为无论如何数据终究要存储到物理内存中才能被记录下来。
PE格式第三讲扩展,VA,RVA,FA的概念 一丶VA概念 VA (virtual Address) 虚拟地址的意思 ,比如随便打开一个PE,找下它的虚拟地址 这边都是. 二丶模块
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