Linux 内存管理 pt.1

Linux 内存机制简介：虚拟内存、物理内存和内存映射

本文介绍了Linux操作系统中内存管理的核心概念，包括虚拟内存、物理内存和内存映射，并解释了它们之间的关系。

虚拟内存 & 物理内存

物理内存是计算机实际的存储容量，而虚拟内存是操作系统为每个进程提供的连续虚拟地址空间。进程无法直接访问物理内存，而是通过虚拟内存间接访问。虚拟地址空间分为用户空间和内核空间，不同的CPU架构会有不同大小的地址空间，例如32位系统通常有1G的内核空间和3G的用户空间，而64位系统则两者都是128T。

内存映射

虚拟内存到物理内存的分配通过内存映射管理，只有真正使用的虚拟内存才会映射到物理内存。内核通过页表来维护虚拟内存与物理内存之间的映射关系，页表存储在CPU的内存管理单元MMU中，以便CPU能够直接通过硬件找到需要访问的内存。

缺页异常

如果进程访问的虚拟内存没有对应的物理内存分配，会产生缺页异常，系统将分配物理内存并更新页表，以恢复进程运行。TLB（转译后备缓冲器）作为MMU的高速缓存，可以提高内存访问性能。

总结

Linux内存管理通过为每个进程分配虚拟内存，并通过内存映射来访问物理内存，提高了内存利用率和系统可靠性，并确保了进程间的内存隔离。当进程的虚拟内存未分配物理内存时，系统会通过缺页异常中断来处理，保证进程能够继续运行。

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