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因為mmu可以用于提供虛擬內(nèi)存管理的支持；mmu是“Memory Management Unit”內(nèi)存管理單元的縮寫，是中央處理器中用來管理虛擬存儲器、物理存儲器的控制線路，同時也是負責虛擬地址映射為物理地址以及提供硬件機制的內(nèi)存訪問授權(quán)。

本教程操作環(huán)境：linux7.3系統(tǒng)、Dell G3電腦。

為什么linux需要mmu

因為現(xiàn)代操作系統(tǒng)普遍采用虛擬內(nèi)存管理（Virtual Memory Management）機制，這需要處理器中的MMU（Memory Management Unit，內(nèi)存管理單元）提供支持。

MMU（Memory Management Unit) ：內(nèi)存管理單元，它是中央處理器（CPU）中用來管理虛擬存儲器、物理存儲器的控制線路，同時也負責虛擬地址映射為物理地址，以及提供硬件機制的內(nèi)存訪問授權(quán)。

內(nèi)存管理單元MMU(memory management unit)的主要功能是虛擬地址(virtual memory addresses)到物理地址(physical addresses)的轉(zhuǎn)換。除此之外，它還可以實現(xiàn)內(nèi)存保護(memory protection)、緩存控制(cache control)、總線仲裁(bus arbitration)以及存儲體切換(bank switching)。

工作機制

CPU將要請求的虛擬地址傳給MMU，然后MMU先在高速緩存TLB(Translation Lookaside Buffer)查找轉(zhuǎn)換關(guān)系，如果找到了相應(yīng)的物理地址則直接訪問；如果找不到則在地址轉(zhuǎn)換表(Translation Table)里查找計算。

虛擬地址

現(xiàn)代的內(nèi)存管理單元是以頁的方式來分區(qū)虛擬地址空間(the range of addresses used by the processor)的。頁的大小是2的n次方，通常為幾KB。所以虛擬地址就被分為了兩個部分：virtual page number和offset。

頁表項(page table entry)

上面從虛擬頁號在頁表里找到的存放物理頁表號的條目就是頁表項(PTE)。PTE一般占1個字長，里面不僅包含了physical page number，還包含了重寫標志位(dirty bit)、訪問控制位(accessed bit)、允許讀寫的進程類型(user/supervisor mode)、是否可以被cached以及映射類型(PTE最后兩位)。

映射

映射方式

映射方式有兩種，段映射和頁映射。段映射只用到一級頁表，頁映射用到一級頁表和二級頁表。

映射粒度

段映射的映射粒度有兩種，1M section和16M supersection；頁映射的映射粒度有4K small page、64K large page和過時的1K tiny page。

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