WINDOWS XP, ReactOS系统对内存管理的实现原理

WINDOWS XP, ReactOS系统对内存管理的实现原理

WINDOWS XP, ReactOS系统对内存管理的实现原理

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内存管理

前面讲过，一个操作系统要称为现代意义上的操作系统，就必须提供对内核的保护、对不同用户程序之间的隔离，并允许软件的装入位置浮动。一个计算机系统，如果在硬件上不能支持这些基本要求，就不配称为现代意义上的操作系统。而满足这些基本要求的手段，就是采用基于页面映射的“虚拟内存”机制，或者说提供“页式内存管理”。在硬件上，这是由CPU芯片内部(或外部)的“存储管理单元”MMU 支持的。现代的微处理器芯片一般都带MMU。而在软件上，则由操作系统内核中的内存管理模块实现。“内存管理”这个词也有广义和狭义之分，广义的“内存管理”指一切与内存有关的管理，包括缓冲区的分配与释放等，而狭义的“内存管理”实际上就是指页面映射以及与此有关的操作。
采用页式内存管理时,程序中所使用的内存地址,即CPU中的运算单元 ALU 所发出的都是“虚拟地址”，虚拟地址是不能直接用来访问物理内存的，需要由MMU 将其“映射”到某个物理页面上转换成“物理地址”才能访问。如果某个虚拟地址区间没有这样的映射，或者虽有映射而不允许某些模式的访问，CPU就不能访问物理内存。下面是个示意图:

图中的 CPU 由“运算单元”ALU 和“存储管理单元”MMU 两大部分组成。ALU 所使用的地址即机器指令中所使用的地址是虚拟地址。而实际用来访问物理内存的地址，则为物理地址。如果MMU不存在，或者没有