CPU和MMU（内存管理单元）

CPU的架构：要求能够理解从源程序到微指令的整个经历过程：存储器的层次结构（网络资源下载到硬盘、磁盘缓存、内存、Cache、寄存器）；CPU的四大部分：ALU、CU、中断系统和寄存器；程序执行的整个过程（高级语言机器、汇编语言机器、操作系统机器、机器语言机器和微指令系统）。

进程控制块PCB位于内核空间。

MMU（内存管理单元）：包括从逻辑地址到虚拟地址（线性地址）再到内存地址的变换过程、页式存储管理、段式存储管理、段页式存储管理、虚拟存储管理（请求分页、请求分段、请求段页）。 MMU位于CPU内部，可以假想为一个进程的所需要的资源都放在虚拟地址空间里面，而CPU在取指令时，机器指令中的地址码部分为虚拟地址（线性地址），需要经过MMU转换成为内存地址，才能进行取指令。MMU完成两大功能：1.虚拟地址到内存地址的地址变换；2.设置修改CPU对内存的访问级别。比如在Linux的虚拟地址空间中，3-4G为内核空间，访问级别最高，可以访问整个内存；而0-3G的用户空间只能访问用户空间的内容。其实这也是由MMU的地址变换机制所决定的。对于Inter（英特尔）CPU架构，CPU对内存的访问设置了4个访问级别：0、1、2、3（如上图所示），0最高，4最低。而Linux下，只是使用了CPU的两种级别：0、3。CPU的状态属于程序状态字PSW的一位，系统模式(0)，用户模式(1)，CPU交替执行操作系统程序和用户程序。0级对应CPU的内核态（特权态、管态、系统态），而3级对应用户态（普通态或目态），这其实是对内核的一种保护机制。例如，在执行printf函数的时候，其本身是在用户空间执行，然后发生系统调用，调用系统函数write将用户空间的数据写入到内核空间，最后把内核的数据刷到（fsync）磁盘上，在这个过程中，CPU的状态发生了变化，从0级（用户态）到3级（内核态）。

综上，MMU只是在读内存和写内存完成地址变换，以及更改CPU的访问级别。

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