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。
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。
应用程序和驱动程序之间传递数据时，可以通过read、write函数进行。这涉及在用户态buffer和内核态buffer之间传数据，如下图所示：
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。
在32位系统下，物理内存进行了分页，每一页的大小为4kb，如果已经通过分段生成了线性地址空间，然后线性地址空间再去找分页的物理地址，比如说，找到了是第xxx页，在通过线性地址里的后12位的offset进行结合找到具体的物理地址，如果只使用了一个页表，一个表项的大小为4byte，32位系统有4GB的物理空间（一个进程看到是4GB大小的虚拟空间），每一个表项对应着物理空间的第xxx页(4KB大小的页)，那么应该有4GB/4KB=1MB个表项，因为每个表项4byte，所以一共有4MB的大小，那么一个进程就会浪费掉4MB的空间。 如果是二级页表，规则就会改变，让二级页表对应到物理内存上的4KB大小的页，一级页表此时变成映射为物理地址的4MB（这样子是无法定位到具体的页（4KB）的，所以二级页表再去找），这样先找到一级页表，一级页表再和二级页表进行结合，二级页表相当于一级页表4MB分成了1024个（1KB个）4KB，找完后二级页表充当了offset的角色，此时定位到具体的4KB的页面，再用一级页表的offset一结合定位到具体物理地址。这样一个进程浪费掉的空间是一级页表占用的:（4GB/4MB）*4byte=4KB，二级页表浪费掉的是1kb（1个一级页表占用这么多）*1kb（此时有1kb（4GB/4MB）个一级页表）=4MB，加起来是4MB+4KB，比光用一级页表要多4KB，但是2级页表是可以不存在的，比如此时程序只用了%20的页，那么4MB就需要乘以%20，这样一下子就比只有一级页表时少了。
虚拟内存是相对于物理内存的一种说法。那么什么是物理内存呢？顾名思义，插在主板上的内存条是多大，内存就是多大。
内存是计算机的主存储器。内存为进程开辟出进程空间，让进程在其中保存数据。我将从内存的物理特性出发，深入到内存管理的细节，特别是了解虚拟内存和内存分页的概念。
大家早上好，我是程序喵！今天为大家总结整理了关于操作系统内存管理的知识点，更文不易，请各位兄弟别忘分享或者点个在看，多谢
在 x86 系统中，内存管理中的分页机制是非常重要的，在Linux操作系统相关的各种书籍中，这部分内容也是重笔浓彩。
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。
http://bbs.chinaunix.net/thread-2083672-1-1.html
作者：Vamei 出处：http://www.cnblogs.com/vamei 严禁转载
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。
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！
内存管理可以说是一个比较难学的模块，之所以比较难学。一是内存管理涉及到硬件的实现原理和软件的复杂算法，二是网上关于内存管理的解释有太多错误的解释。希望可以做个内存管理的系列，从硬件实现到底层内存分配算
实模式是有很大弊端的，首先，直接操作物理内存，这样的话每次只能运行一个程序，并且不安全；另外，内存最大使用到1M，限制太大。
内存管理可以说是一个比较难学的模块，之所以比较难学。一是内存管理涉及到硬件的实现原理和软件的复杂算法，二是网上关于内存管理的解释有太多错误的解释。希望可以做个内存管理的系列，从硬件实现到底层内存分配算法，再从内核分配算法到应用程序内存划分，一直到内存和硬盘如何交互等，彻底理解内存管理的整个脉络框架。本节主要讲解硬件原理和分页管理。
MMU全称“Memory Management Unit”，顾名思义就是“内存管理单元”。
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。
每一个进程都有一张段表LDT。整个系统有一张GDT表。且整个系统仅仅有一个总页表。
一些操作系统（例如 Linux）通过在用户空间和内核之间共享只读区域中的数据来加速某些系统调用。 这消除了在执行这些系统调用时对内核交叉的需要。
现代系统都是多任务系统，而我们的进程是在内存中运行的，内存是有限的，我们如何保证可以安全而又高效的在有限的内存中运行多个程序呢？于是系统给每个进程抽象出一个地址空间。
面试的时候经常会被问到 malloc 的实现。从操作系统层面来说，malloc 确实是考察面试者对操作系统底层的存储管理理解的一个很好的方式，涉及到虚拟内存、分页/分段等。下面逐个细说。
非连续分配允许一个程序分散地装入到不相邻的内存分区中，根据分区的大小是否固定分为分页存储管理方式和分段存储管理方式。
1）将内存看做缓存，内存中存储此时正在运行的数据，其他数据存到磁盘，当需要使用时再换入内存，内存不够时将不用的换出到磁盘。
页式存储管理方案中，若一个进程的虚拟地址空间为2GB，页面大小为4KB，当用4字节标识物理页号时，页表需要占用多少个页面？
存储器的性能直接影响到CPU的性能评价，定义存储器停顿周期数为CPU等待存储器访问而停顿的时钟周期数，由此有CPU执行时间有：
将程序的逻辑地址空间划分为固定大小的页(page)，而物理内存划分为同样大小的页框(pageframe)。程序加载时，可将任意一页放人内存中任意一个页框，这些页框不必连续，从而实现了离散分配。也就是把内存等分成N份，存放运行的程序时，按分成的快放置即可。但放置时要考虑主存里哪些块已经被占用，这个用主存分配表（位示图）来表示。
理想情况下用户对内存的期待是大容量、高速度和持久性，但是现实中却是一个由缓存、主存、磁盘组成的内存架构，该架构中，缓存低容量、速度快但是成本高，主存中速度、中容量和中成本，磁盘就是大容量、持久性但是速度慢。
什么是线程呢？下面我们直接说定义，再理解。线程就是进程内的一个执行分支，线程的执行粒度要比进程细。
作者：allanpan，腾讯 IEG 后台开发工程师 导言 虚拟内存是当今计算机系统中最重要的抽象概念之一，它的提出是为了更加有效地管理内存并且降低内存出错的概率。虚拟内存影响着计算机的方方面面，包括硬件设计、文件系统、共享对象和进程/线程调度等等，每一个致力于编写高效且出错概率低的程序的程序员都应该深入学习虚拟内存。 本文全面而深入地剖析了虚拟内存的工作原理，帮助读者快速而深刻地理解这个重要的概念。 计算机存储器 存储器是计算机的核心部件之一，在完全理想的状态下，存储器应该要同时具备以下三种特性：
点个关注👆跟腾讯工程师学技术 导语 | 本文主要整理了计算机中的内存结构，以及CPU是如何读写内存中的数据的，如何维护CPU缓存中的数据一致性。什么是虚拟内存，以及它存在的必要性。如有不当之处请多多指教。 概述 目前在计算机中，主要有两大存储器SRAM和DRAM。主存储器是由DRAM 实现的，也就是我们常说的内存，在CPU里通常会有L1、L2、L3这样三层高速缓存是用SRAM实现的。 SRAM被称为“静态”存储器，是因为只要处在通电状态，里面的数据就可以保持存在。而一旦断电，里面的数据就会丢失了。 目
分段，是指将程序所需要的内存空间大小的虚拟空间，通过映射机制映射到某个物理地址空间(映射的操作由硬件完成)。分段映射机制解决了之前操作系统存在的两个问题：
因此，现代计算机系统通常把各种不同存储容量、存取速度和价格的存储器按照一定的体系组成多层结构，以解决存储器容量、存取速度和价格之间的矛盾。
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。
本文介绍了地址空间和二级页表、Linux下的线程、线程的优缺点以及线程与进程的关系等概念。
把一个逻辑地址连续的程序分散存放到几个不连续的内存区域中，并且保证程序的正确执行，即可充分利用内存空间，又可减少移动所花费的开销。
在连续分配中，一个进程不可被分割，只能整体放入一块连续的内存空间中；但在基本分页存储管理中，允许把一个进程按照固定大小 X 分割为多个部分，同时把内存也按照固定大小 X 分割为多个部分，并把前者对应地放到后者中（不要求连续存放）。通常来说，一个进程的最后一部分会小于 X，这部分若放到内存的某个 X 空间中，则仍然会产生碎片（这种碎片称为页内碎片），要让这种碎片尽可能小，X 也必须尽可能小。
RISC-V的指令(包括用户态下的或者内核态下的)里面的地址操作数其实代表了虚拟地址.但是对应地,RAM或者叫做物理内存,自然也有物理地址,物理地址真实唯一地标记实际内存空间,可能RAM的第10006个区块地址就是0x10006.所以说就有页表这个东西,把指令提供的逻辑地址转化到实际内存的物理地址.
本节来说说捋清启动需要知道的一些东西，因知识点的确很多，涉及了各个方面，我就不像其他章节一样各个部分前后有比较紧密的联系，而是直接以干货的形式罗列出来，这样或许更清晰些，不多说了来看
在前面总结了集中存储管理的刚上，要求作业的逻辑地址空间连续的存放主存储器
根据功能可以译为快表，直译可以翻译为旁路转换缓冲，也可以把它理解成页表缓冲。里面存放的是一些页表文件（虚拟地址到物理地址的转换表）。当处理 器要在主内存寻址时，不是直接在内存的物理地址里查找的，而是通过一组虚拟地址转换到主内存的物理地址，TLB就是负责将虚拟内存地址翻译成实际的物理内 存地址，而CPU寻址时会优先在TLB中进行寻址。处理器的性能就和寻址的命中率有很大的关系。
作者：mosun，腾讯 PCG 后台开发工程师 一、虚拟内存 1.1 虚拟内存引入 我们知道计算机由 CPU、存储器、输入/输出设备三大核心部分组成，如下： CPU 运行速度很快，在完全理想的状态下，存储器应该要同时具备以下三种特性： 速度足够快：这样 CPU 的效率才不会受限于存储器； 容量足够大：容量能够存储计算机所需的全部数据； 价格足够便宜：价格低廉，所有类型的计算机都能配备； 然而，出于成本考虑，当前计算机体系中，存储都是采用分层设计的，常见层次如下： 上图分别为寄存器、高速缓存、主存和磁盘，
操作系统的内存分配之基本分页存储管理，主要是内存分配策略的非连续分配管理。整个知识点都需要重点掌握。特别是给出逻辑地址，转换为物理地址的过程。
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