虚拟地址空间及内存管理方式

程序地址空间：进程的虚拟地址空间

1.通过代码演示两个进程中变量地址相同，但是数据不同---进程中访问的地址都是虚拟地址

2.虚拟地址空间：操作系统向进程通过mm_struct结构体描述的一个虚假的，线性的地址空间（空有地址编号，不具备存储）

虚拟地址空间，可以让进程依然使用连续的虚拟地址，通过页表映射之后，实现数据在物理内存上的存储，提高内存利用率。

每个进程都有一个虚拟地址空间，有一个页表，通过页表可实现内存访问控制--进一步提高进程的独立性。

操作系统通过虚拟地址空间，给每一个进程都虚拟描述一个完整的，独立地址空间。

页表主要功能：映射虚拟地址与物理地址的关系/提供内存访问控制.

程序地址空间中有一个代码段--只读的？不能修改页表有很多信息，除了当前的映射关系之外，访问权限标志位。

页表如何实现通过虚拟地址访问物理地址?--MMU

内存管理方式：分页式内存管理/分段式内存管理/段页式内存管理

分布式内存管理的虚拟地址组成：页号+页内偏移

页号：页表中页表项的编号

页内偏移：具体一个变量首地址相较于内存页起始位置的偏移量

计算公式：物理内存块号*物理内存块大小（就是页面大小）+虚拟地址中的页内偏移=物理地址

假设物理内存4G，页大小4096字节.4096*1024*1024/4096=2^20个内存页编号。

意味着页号所占的位--2^20,虚拟地址的高20位都是页号，低12位就是页内偏移

32位操作系统---寻址空间大小为32位

例如：页面大小2048，内存大小2G，有一个虚拟地址，十进制表示为4528，根据下面页表计算物理地址：

2G/2048=2^20--高位页号通过页表得知块号=2 ， 2^31 低11位

4528/页大小=2=页号

4528%2048=页内偏移=432

0号页面0~2047 1号页面2048~4095 2号页面4096

物理地址为：2*2048+页内偏移=4528

4528十进制换成3731H十六进制，用二进制可表示为0x00000000 00000000 00110111 00110001

前20位为页号3，后12位为731H（页内偏移），页号3对应的块号为5，物理地址为5731H（可以直接块号换，但是要注意进位的问题）

分页式内存管理的优点：将物理内存分块管理，可以让进通过页表映射之后，实现数据在物理内存上的里三十存储，提高内存利用率。

分段式内存管理：地址组成：段号+段内偏移段表段号-物理段起始地址

使程序员对内存的管理更加方便，内存空间分为了代码段，初始化全局段...;什么变量就在什么段申请地址

段页式管理：地址组成：段号+段内页号+页内偏移 +段表+段内页表（在每一个分段内，又采用分页式管理）

段表：段号-段内页表起始地址

每个分段都有一个页表，通过地址中的段号，找到段表项，通过段表项中段内页表起始地址找到自己的页表

页表：页号-物理块号

通过地址中的段内页号，在这个页表中找到页表项，通过页表项中的物理块号+页内偏移得到最终物理地址。

3种内存管理方式的优点：

分页式：提高内存利用率

分段式：便于程序员/编译器内存管理

段页式：集合分页式和分段式

缺页中断：

重要：什么样的数在内存不够用的时候应该被交换出去？

LRU算法：最久未使用--内存中最久没有被访问过的数据

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