TLB & virtual memory & physical memory

最新推荐文章于 2025-01-16 10:34:14 发布
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分类专栏： 计算机组成原理
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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/power_to_go/article/details/89712480
本文深入解析虚拟内存的工作机制，阐述其如何使每个程序认为自己独占所有内存，并介绍CPU处理虚拟地址转换为物理地址的过程，包括TLB的作用及MMU在其中的角色。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

1.虚拟内存的作用:

每一个程序的组织结构,每一个程序认为自己独占所有内存,地址是逻辑的.不是真正可以拿来用的物理地址. 

程序结构

 

2.因为从程序里拿到的是程序认为的地址,也就是每一个程序都独占的所有内存,真正执行的时候需要转换为可以适用的物理地址.硬盘和内存都是分块的.

TLB

 

3.cpu拿到地址后的处理逻辑.查看TLB,就是看一看这个逻辑地址已经转换到物理地址没有.有就直接用.

顺便提一下,出现在TLB,意味着地址所在的page已经装载到内存里了.

 

TLB2

 

 

 

4.TLB hit & miss

TLB3

5.TLB & MMU 

MMU

 

【AMBA Bus ACE 总线11 -- ACE DVM（Distributed Virtual Memory）使用介绍】
CodingCos的博客
08-26 656
的属性和地址变换的映射关系，这些对应关系的源头是来自于CPU或者 mmu 从外面的 memory 把 page table 拿回来进行解析，解析以后把最终结果更新到 TLB 中，所T LB本 上也是个Cache, 所以TLB中的内容应该和memory中的page table一致。, 那么就要对 ICache 进行一个 maintenance 操作，对于 ICache 的操作，在 CPU 的 instruction指令中其实是有对应的 ICache 指令的。中的数据清掉，这个过程就是通过DVM来完成的。
【计算机基础】 Virtual memory 虚拟内存
weixin_42761454的博客
11-27 2034
Virtual memory 虚拟内存 虚拟内存的作用 将主存看成存储在磁盘上的地址空间的高速缓存，在主存中只保存活动区域，并根据需要在磁盘和主存之间来回传送数据，高效实用主存 为每个进程提供一致的地址空间，简化内存管理 保护每个进程的地址空间不被其他进程破坏 保护：一组确保共享处理器、主存、I/O设备的多个进程之间没有故意地，无意地读写其他进程的数据机制 物理地址和虚拟地址 Physical Address & Virtual Address 物理地址： 主存储器的地址 物理寻址： CP
Virtual-Memory-Manager:带有页表和 TLB 的虚拟内存处理程序
07-08
虚拟内存管理器 使用 Pthreads 建模虚拟内存管理器。 通过将逻辑地址映射到物理地址，可以通过对页表或 TLB 进行散列以找到正确的帧来检索数据。
虚拟内存和物理内存的概念_操作系统中物理和虚拟内存的概念
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06-28 1474
虚拟内存和物理内存的概念 1)物理内存 (1) Physical memory) Physical memory is referred to the RAM (Random Access Memory) of the system which is attached to the motherboard. Primary memory is the only storage type which...
Cache, Virtual Memory and TLB
weixin_34272308的博客
10-26 130
Cache 第K级存储设备（快，小），存放第K+1级存储设备（慢，大）的部分内容。Cache管理的主要内容是对数据分块，在第K与K+1级设备之间传输数据，判定及处理cache miss/hit。 假设我的PC的内存是M（比如32MB），那它就有32M个唯一的地址，即m位（此例为25位）。典型的Cache会组织成S个set（比如32个,即s位selection index）...
Memory的分页机制，MMU，TLB，Cache，VA及PA，Virtual memory及Physical memory
岸边水的博客
10-14 1069
Memory的分页机制，MMU，TLB，Cache，VA及PA，Virtual memory及Physical memory 最近读了一些关于内存管理系统的文章，感觉好多博主讲的很好，大概了解了一些知识，为了避免自己遗忘，根据自己对其他博主文章的理解，在此记录一下自己的想法 首先计算机的memory并不是连续的，是分页的，对于32位系统来说，最多对应4GB的memory，并且每个页的大小是4KB。也就是每4KB，可以看做是一个小的内存块，这4KB空间范围内地址的低12位以上的地址是相同的。 因为使用memo
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qq_46017342的博客
06-07 2625
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09-26 338
Virtual Memory: Concepts Address spaces A System Using Physical Addressing 在使用物理寻址的系统中，以CPU执行一条移动指令为例，生成了一个有效的物理地址，这个地址实际上是主存储器中一个字节的偏移量，如上图，CPU在这里生成的物理地址为4，然后内存从该地址获取其中保存的字，然后将其发送回CPU，实际上，这是非常简单...
[A-17]ARMv8/ARMv9-Memory-内存屏障机制(Observer & Barrier)
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本文介绍了ARM体系下的内存屏障机制。
[A-16]ARMv8/ARMv9-Memory-内存共享属性和内存一致性(Memory Shareability & Consistency)
基层架构师的分享
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本文介绍了ARM体系下的内存共享属性和内存一致性课题。
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经典书籍，深入理解计算机系统 虚拟内存机制、页表、TLB地址代换，高清PDF英文原版
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qq_46243318的博客
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物理内存指的是计算机中实际存在的硬件内存，通常是指随机存取存储器（RAM）。它是计算机运行程序和存储数据的主要存储介质，具有高速读写的特点。特点有限性：物理内存的容量有限，受硬件成本和技术制约。高速性：与其他存储设备（如硬盘）相比，物理内存的读写速度更快。直接访问：CPU可以直接访问物理内存中的数据和指令。物理内存是计算机中实际存在的硬件内存，容量有限但访问速度快。而虚拟内存。
物理内存和虚拟内存
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物理内存(physical memory)(不用阐述了)虚拟内存(virtual memory)virtual memory uses a disk as an extension of RAM so that the effe...
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参考 ： 4 ways to check size of physical memory (RAM) in Linuxhttps://kerneltalks.com/linux/4-ways-to-check-size-of-physical-memory-in-linux/ 深入理解虚拟内存机制https://www.jianshu.com/p/13e337312651 linux内存分配...
TLB 和Cache的关系
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### TLB与Cache的关系 TLB（Translation Lookaside Buffer）和Cache都属于计算机体系结构中的高速缓存组件，旨在提升系统的整体性能。然而两者功能不同，在内存管理中扮演着不同的角色。 #### 功能差异 TLB主要负责存储最近使用的页表项副本，用于加快虚拟地址到物理地址的转换过程[^1]。每当CPU尝试访问某个特定位置的数据时，会先通过TLB查找对应的映射关系；一旦匹配成功即可迅速定位目标数据的具体位置。相比之下，Cache则是用来临时保存从主存提取出来的常用或即将被频繁访问的数据块以及指令集，从而减少对较慢速RAM资源的需求频率并缩短等待时间[^2]。 #### 访问顺序 当程序发起一次访存请求时，系统通常遵循如下流程： - 首先查询TLB以完成地址变换； - 获取到有效的物理地址之后再转向Cache层寻找所需资料； - 若上述两步均未能命中，则最终不得不向更底层、速度也相对较慢的主要储存装置发出读写命令。 这种机制确保了即使是在多级架构下也能维持较高的效率水平，因为大多数情况下都能在前端就解决问题而不必深入后续环节。 ```python def memory_access(virtual_address): physical_address = tlb_lookup(virtual_address) if not physical_address: # 如果TLB未命中, 则需查询页表获得物理地址 physical_address = page_table_lookup(virtual_address) data = cache_lookup(physical_address) if not data: # 如果Cache未命中, 则需从主存加载数据 data = main_memory_load(physical_address) return data ```
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