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。
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。
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。
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。
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。
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
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。
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
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。
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？
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。
对于此现象，我们在前文也知道了，这是由于进程的独立性，子进程在对数据进行修改时，会触发写时拷贝所造成的。但是，假如这里的地址是物理地址的话，同一块地址处却有不同的值，这肯定是不现实的。★因此，我们可以得出这样的结论：
对于精通 CURD 的业务同学，内存管理好像离我们很远，但这个知识点虽然冷门（估计很多人学完根本就没机会用上）但绝对是基础中的基础。
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。
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。
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。
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。
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。
There are only two hard things in Computer Science: cache invalidation and naming things.
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。
进入了线程这部分内容，我们需要了解更多的知识，大体就是线程概念，线程与进程的区别和联系、线程控制、线程创建、线程终止、线程等待、线程分离、线程安全、线程同步，除此之外我们还得学习互斥量、条件变量、POSIX信号量以及读写锁，最后我们还会介绍一些关于多进程的设计模式比如单例模式等，然后还会了解一下线程池的概念！
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。
我们知道程序代码和数据必须驻留在内存中才能得以运行，然而系统内存数量很有限，往往不能容纳一个完整程序的所有代码和数据，更何况在多任务系统中，可能需要同时打开子处理程序，画图程序，浏览器等很多任务，想让内存驻留所有这些程序显然不太可能。因此首先能想到的就是将程序分割成小份，只让当前系统运行它所有需要的那部分留在内存，其它部分都留在硬盘。当系统处理完当前任务片段后，再从外存中调入下一个待运行的任务片段。的确，老式系统就是这样处理大任务的，而且这个工作是由程序员自行完成。但是随着程序语言越来越高级，程序员对系统体系的依赖程度降低了，很少有程序员能非常清楚的驾驭系统体系，因此放手让程序员负责将程序片段化和按需调入轻则降低效率，重则使得机器崩溃;再一个原因是随着程序越来越丰富，程序的行为几乎无法准确预测，程序员自己都很难判断下一步需要载入哪段程序。因此很难再靠预见性来静态分配固定大小的内存，然后再机械地轮换程序片进入内存执行。系统必须采取一种能按需分配而不需要程序员干预的新技术。
Linux 内存管理模型非常直接明了，因为 Linux 的这种机制使其具有可移植性并且能够在内存管理单元相差不大的机器下实现 Linux，下面我们就来认识一下 Linux 内存管理是如何实现的。
前言： KVM的设备虚拟化，除了前文《PIO技术分析》，还有另外一个核心概念---MMIO。原计划这里分析一下KVM的MMIO虚拟化。考虑到MMIO比PIO复杂很多，涉及更多的概念，作者打算先分析几篇基本的Linux的内存管理概念，再来分析MMIO。 作者大概想了一下，主要由这几篇构成： 1，虚拟内存管理和内存映射。 2，物理内存管理。 3，内存回收。 分析： 1，虚拟内存概念 x86的CPU有两种运行模式---real mode和protected mode。在real mode下，CPU访问的是物理
你的电脑上或许此时插着一根 8G 的内存条，你经常在使用它，但你有没有想过操作系统是如何管理内存的？如果让你来分配使用，你是否会想着：给正在运行的游戏分配其中的 4G，给我的视频软件分配 2G，给音乐软件分配 1G，分配各自独立，互不干扰。但当我的游戏需要更多的内存的时候，是否我的视频就无法播放了呢？
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。
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！
本系列是对 陈莉君 老师 Linux 内核分析与应用[1] 的学习与记录。讲的非常之好，推荐观看
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。
程序到运行主要经过程序（外存）编译，链接，装入(内存)。《程序如何运行：编译、链接、装》:
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：
内存管理的必要性 很早之前计算机只能运行单个进程，就算运行批处理程序，也是棑好对，一个一个的进行处理，不存在多个进程并发运行，这时候内核对于内存管理相对比较简单，直接把物理内存地址拿过来是使用即可。 随着计算机演进，支持多进程的OS,多个进程都都使用同一个物理地址空间，很容易多个进程之间相互干扰而引起进程的不可预期的行为。为了解决这个问题，CPU中的MMU(内存管理单元)引入了虚拟地址空间。以32位操作系统经为例，每个进程都可以拥有4G的寻址空间，当进程需要内存时候，通过转换技术和虚拟地址进行关联。MMU通
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。
Linux的内存管理分为 虚拟内存管理 和 物理内存管理，本文主要介绍 虚拟内存管理 的原理和实现。在介绍 虚拟内存管理 前，首先介绍一下 x86 CPU 内存寻址的具体过程。
随着linux的代码更新，阅读linux-4.15代码，从中发现很多与众不同的地方。之所以与众不同，就是因为和我之前从网上博客或者书籍中看到的内容有所差异。当然了，并不是为了表明书上或者博客的观点是错误的。而是因为linux代码更新的太快，网上的博客和书籍跟不上linux的步伐而已。究竟是哪些发生了差异了？例如：kernel image映射区域从原来的linear mapping region（线性映射区域）搬移到VMALLOC区域。因此，我希望通过本篇文章揭晓这些差异。当然，我相信不久的将来这篇文章也将会成为一段历史。
能否站在程序员的视角看来，程序分段存放在内存上的模样是连续的，但是站在物理内存视角看来，却是分页管理的呢？
如上图，程序1、程序2、程序3装入到内存，而程序2运行完成被换出，内存空闲出20k，然后进来程序4，大小为25K，此时，只有两处空闲块，10K和20K，没有一处是符合条件的，应该怎么办？一个明显的办法就是将两块空闲区域进行合并，形成一个大小为30K的空闲块满足程序4。
在 Linux 系统中，采用了虚拟内存管理技术，事实上大多数现在操作系统都是如此！在 Linux 系统中，每一个进程都在自己独立的地址空间中运行，在 32 位系统中，每个进程的逻辑地址空间均为 4GB，这 4GB 的内存空间按照 3:1 的比例进行分配，其中用户进程享有 3G 的空间，而内核独自享有剩下的 1G 空间，如下所示：
MMU概念介绍 MMU分为两个部分: TLB maintenance 和 address translation MMU的作用，主要是完成地址的翻译，无论是main-memory地址(DDR地址)，还是IO地址(设备device地址)，在开启了MMU的系统中，CPU发起的指令读取、数据读写都是虚拟地址，在ARM Core内部，会先经过MMU将该虚拟地址自动转换成物理地址，然后在将物理地址发送到AXI总线上，完成真正的物理内存、物理设备的读写访问。 下图是一个linux kernel系统中宏观的虚拟地址到物
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。
上一节内容的学习我们知道了CPU是如何访问内存的，CPU拿到内存后就可以向其它人（kernel的其它模块、内核线程、用户空间进程、等等）提供服务，主要包括： 以虚拟地址（VA）的形式，为应用程序提供远大于物理内存的虚拟地址空间（Virtual Address Space） 每个进程都有独立的虚拟地址空间，不会相互影响，进而可提供非常好的内存保护（memory protection） 提供内存映射（Memory Mapping）机制，以便把物理内存、I/O空间、Kernel Image、文件等对象映射到相应进
上一节内容的学习我们知道了CPU是如何访问内存的，CPU拿到内存后就可以向其它人（kernel的其它模块、内核线程、用户空间进程、等等）提供服务，主要包括：
验证1 fork会重新拷贝父进程的一份资源 例如 环境变量 公共变量 代码地址： https://code.csdn.net/snippets/1697496.git int glob_int = 1; /* on .data section */ int* ptr= new int[3]; [wang@localhost fork]$ ./a.out ptr index=0 value= 1 ptr index=1 value= 2 ptr index=2 value= 0 child pi
1、用户编制程序时使用的地址称为虚地址或逻辑地址，其对应的存储空间称为虚存空间或逻辑地址空间；而计算机物理内存的访问地址则称为实地址或物理地址，其对应的存储空间称为物理存储空间或主存空间。
上篇文章(【i.MX6ULL】驱动开发3——GPIO寄存器配置原理)，介绍了i.MX6ULL芯片的GPIO的工作原理与寄存器配置。
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。
一般我们不需要从用户态得到进程虚拟地址对应的物理地址，因为一般来说用户进程是完全不关心物理地址的。
前两篇文章，我们一起学习了 8086 处理器中关于 CPU、内存的基本使用方式，重点对段寄存器和内存的寻址方式进行了介绍。
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