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CPU是若何走KEY訪內存的?

在之前的《Linux內存治理》文章中,咱們大致講授了Linux內存治理的系統架構以及映照進程。當然內存治理是一個龐大的模塊。它觸及到硬件的交互以及龐大的軟件算法。本片文章咱們就來講授下硬件道理以及分頁治理。
CPU若是走訪內存?
謎底很簡略,經由過程內存治理單位(MMU),咱們先望一張很簡略的CPU走訪內存的流程圖:

TLB:轉換lookaside 緩存,有了它可以讓虛構地址到物理地址轉換速率大增。
從上圖中咱們可以清晰的曉得了,CPU,DDR,MMU它們三者之間的瓜葛。CPU在MMU開啟的環境下,走訪的都是虛構地址。起首經由過程MMU將虛構地址轉換為物理地址,然后再經由過程總線下來走訪內存(咱們都曉得內存是掛在總線上的威力彩開獎直播)。
那MMU是怎么將虛構地址轉換為物理地址呢?當然之前的文章也講過了,是經由過程頁表的方式。MMU從頁表中查出虛構地址對應的物理地址是甚么,然后就往走訪物理內存了。
以是弄懂了下面的成績,也就辦理了題目的成績:《CPU若何走訪內存的?》
頁表是甚么?頁表便是一種非凡的數據布局,它保管的是邏輯頁以及物理頁幀的映照瓜葛,并且每一個過程都各自領有本人的頁表。
虛構地址在咱們望來是一個團體,實在否則,它是可以拆分的。可以分為:

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  • p(頁號),它可以存儲頁表的索引;
  • d(偏移),可以在頁內進行地址偏移

咱們假定頁巨細為4KB,并且頁表只有一級,也便是一級頁表。那虛構地址的拆分后的模樣是如許的:

上面咱們來望下CPU,虛構地址,頁表以及物理地址之間的瓜葛。望下圖:

很簡略的吧,應當望懂了吧。咱們可以發明若是采取一級頁表的話,每個過程必要維護一個4MB巨細的頁表(咱們可以算下,若是是32位平臺,地址空間巨細為4GB,頁面巨細為4KB,每個頁表項占用4字節,以是4GB/4KB*4=4MB)。
由于每個過程都有本人線上麻將朋友的頁表,以是在多過程的環境下,內存損耗簡直驚人。以是一級頁表是分歧理的。那有無優化的設施呢?謎底是有的,便是行使多級頁表,可以節儉內存。
二級頁表便是將頁表再次分頁。再次舉例,將邏輯地址分為10位頁碼p1+10位頁碼p2+12位頁偏移。咱們間接望圖吧。

走訪進程以下圖:
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【義務編纂:趙寧寧 TEL:(010)68476606】
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