Linuxの仮想メモリ機構とは何ですか？

Linux 仮想メモリ メカニズム:

1. 各プロセスは独自の独立した 4G メモリ空間を持ち、各プロセスのメモリ空間は同様の構造を持っています。

Linux のメモリ管理では、マルチレベルのページ テーブルを使用したページ管理が採用されており、動的アドレス変換機構とメイン メモリと補助メモリが共同して仮想メモリを実現しています。新しいプロセスが確立されると、

独自のメモリ空間を確立し、このプロセスのデータとコードがディスクから独自のプロセス空間にコピーされます。どのデータはどこにありますか?

これらはすべてプロセス制御テーブルの task_struct によって記録されます。task_struct にはリンクされたリストが記録されており、レコード内のメモリ空間割り当ては

です。 どのアドレスにデータがあり、どのアドレスにデータがないか、どのアドレスが読み取り可能で、どのアドレスが書き込み可能かをこのリンクリストを通じて記録することができ、各プロセスが割り当てたメモリ空間と対応するディスク空間をマッピングすることができます。

2. 各プログラムは完全で連続したアドレス空間を認識できます。これらの空間は物理メモリに直接関係しませんが、オペレーティング システムはメモリの抽象概念

を提供します。 これにより、各プロセスは連続した完全なアドレス空間を持つことができ、プログラムの実行プロセス中に仮想アドレスから物理アドレスへの変換が完了します。

また、プロセスのアドレス空間はセグメント化されており、いわゆるデータ セグメント、コード セグメント、BBS セグメント、ヒープ、スタックなどが存在することもわかっています。各セグメントには特定の役割があります。

同時に、コンピューターにはそれほど多くのメモリがありません (n 個のプロセスは n*4G メモリに対応する必要があります)。プロセスを作成するには、ディスク上のプログラム ファイルをプロセスに対応するメモリにコピーする必要があります。

## 1つのプログラムが複数のプロセスに対応する場合、メモリが無駄に消費されます。

3. 各プロセスの 4G メモリ空間は単なる仮想メモリ空​​間です。メモリ空間内のアドレスにアクセスするたびに、アドレスを実際の物理アドレスに変換する必要があります。すべてのプロセスは同じ物理メモリを共有します (

)

各プロセスは、現在必要な仮想メモリ スペースを物理メモリにマップして保存するだけです。プロセスは、データが物理メモリ内のどのメモリ アドレスにあるか、どのメモリ アドレスにデータがないか、物理メモリ内のどこにあるかを知る必要があります。 # ページ テーブルを記録する必要があります。ページ テーブルの各エントリは 2 つの部分に分かれています。最初の部分では、ページが物理メモリ内にあるかどうかが記録されます。2 番目の部分では、物理メモリのアドレスが記録されます。プロセスが仮想アドレスにアクセスするとき、

ページテーブルを確認し、該当するデータが物理メモリに存在しない場合、ページ欠落例外処理処理では、処理に必要なデータをディスクから物理メモリにコピーします。 メモリがいっぱいの場合 , 空き領域がない場合は、上書きするページを見つけます。もちろん、上書きされたページが変更されている場合は、このページをディスクに書き戻す必要があります。

4. 驚くべきことに、各プロセスのメモリ空間は一貫していて固定されているため、リンカは、データの最終的な実際のメモリ アドレス

を気にすることなく、実行ファイルをリンクするときにメモリ アドレスを設定できます。 これは独立したメモリを持っています スペースの利点: ライブラリ ファイル内のコードなど、異なるプロセスが同じコードを使用する場合、そのようなコードのコピーは 1 つだけ物理メモリ (

) に保存できます。 プログラムが連続メモリ空間を割り当てる必要がある場合、さまざまなプロセスは独自の仮想メモリをマップしてメモリを節約するだけで済みます。 実際の物理メモリに連続した領域を必要とせず、仮想メモリ空​​間に連続した領域のみを割り当てる必要があり、フラグメンテーションを使用できます。

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