为什么linux需要mmu

本教程操作环境：linux7.3系统、Dell G3电脑。

为什么linux需要mmu

因为现代操作系统普遍采用虚拟内存管理（Virtual Memory Management）机制，这需要处理器中的MMU（Memory Management Unit，内存管理单元）提供支持。

MMU（Memory Management Unit) ：内存管理单元，它是中央处理器（CPU）中用来管理虚拟存储器、物理存储器的控制线路，同时也负责虚拟地址映射为物理地址，以及提供硬件机制的内存访问授权。

内存管理单元MMU(memory management unit)的主要功能是虚拟地址(virtual memory addresses)到物理地址(physical addresses)的转换。除此之外，它还可以实现内存保护(memory protection)、缓存控制(cache control)、总线仲裁(bus arbitration)以及存储体切换(bank switching)。

工作机制

CPU将要请求的虚拟地址传给MMU，然后MMU先在高速缓存TLB(Translation Lookaside Buffer)查找转换关系，如果找到了相应的物理地址则直接访问；如果找不到则在地址转换表(Translation Table)里查找计算。

虚拟地址

现代的内存管理单元是以页的方式来分区虚拟地址空间(the range of addresses used by the processor)的。页的大小是2的n次方，通常为几KB。所以虚拟地址就被分为了两个部分：virtual page number和offset。

页表项(page table entry)

上面从虚拟页号在页表里找到的存放物理页表号的条目就是页表项(PTE)。PTE一般占1个字长，里面不仅包含了physical page number，还包含了重写标志位(dirty bit)、访问控制位(accessed bit)、允许读写的进程类型(user/supervisor mode)、是否可以被cached以及映射类型(PTE最后两位)。

映射

映射方式

映射方式有两种，段映射和页映射。段映射只用到一级页表，页映射用到一级页表和二级页表。

映射粒度

段映射的映射粒度有两种，1M section和16M supersection；页映射的映射粒度有4K small page、64K large page和过时的1K tiny page。

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最后

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