您的位置 首页 测评

图解CPU的内存办理——完全讲透分段与分页

先总结,后看图:1、作为OS的基础,CPU能支持什么内存访问模型,OS就必须跟随;2、Intel CPU支持分段与分页两种模型;3、Intel CPU的访存模型是先分段再分页的模式,所以涉及到从逻辑地

先总结,后看图:

1、作为OS的根底,CPU能支撑什么内存拜访模型,OS就有必要跟从;

2、Intel CPU支撑分段与分页两种模型;

3、Intel CPU的访存模型是先分段再分页的方法,所以涉及到从逻辑地址->线性地址->物理地址的转化;这部分在CPU的MMU模块中由电路完成;

4、逻辑地址为程序二进制的地址,是偏移量的方法存在,是个相对地址;这部分跟分段模型严密相关;分段模型担任将CPU拿到的逻辑地址(主要是几个寄存器的值,GDTR,CD,DS,SS)转成一个线性地址(线性地址由OS生成);

5、分页模型就持续接着分段模型生成的线性地址得到相应的物理地址;

5.1、分段靠GDT(LDT),分页靠(页目录与页表),这些表都是在内存中,OS在发动进程中会分配;那么你可能会问,OS在发动的时分没有段表与页表之前怎样拜访内存?CPU还支撑更陈旧的实方法拜访内存(程序中写死物理地址的程序),8080便是这样的东西,所以OS发动的时分也会用陈旧的方法发动,然后逐渐进化成现代的方法;

5.2、Linux为了兼容不同的CPU,扔掉了Intel的分段模型,可是假如运行在X86渠道又有必要要有GDT,怎样办?Linux爽性写死,一切进程的分段地址都是00000000,一切程序ELF格局的偏移量都是被定制化的;

6、分页与分段模型不是规划出来的,是前史原因造就。前期的CPU才能不强如(8086,80X86)等等,可是完成了保护方法(便是能够跑多进程),可是支撑的进程数不多,所以分段模型满足了;所以GDT这个表被规划成一个数组;后来intel规划出越来越强壮的CPU,一直到多核CPU,那么,支撑的进程数能够说几十上百倍的增加,所以数组不行了;引进链表方法的——页表来办理内存映射,可是CPU是向下兼容的,所以哪怕是intel最先进的CPU也是有分段模型的;所以分页到分段是前史造就,不是规划出来的,不要过分探求它的原因;

7、分页与分段的好坏,能够看做是链表与数组的特色之争;分段模型天然便是速度快,可是不灵敏(只能支撑少数的进程);分页模型便是功率低,可是满足灵敏(支撑很多的进程);所以CPU引进了缓存——TLB;

8、TLB与CacheLine其实一个东西(电路层),支撑缓存行数据结构中的符号与组号的位数不同罢了(在图中有详解)。

9、总结下,CPU在履行一个指令的时分,需要从内存取得数据,那么就需要经过地址线拜访内存,为了得到指令地点内存的物理地址,需要走分段模型——将逻辑地址转为线性地址(虚拟地址),然后经过分页单元将线性地址转为物理地址;

10、CPU中的两个Cache,由于拜访内存本钱逐级增高,所以在逻辑地址转为线性地址进程中为了少拜访内存,使用了TLB组相关高速缓存;而得到物理地址后,为了不拜访内存,CPU内部还有L1-L3级缓存(Cacheline)。

https://img.86ic.net/2020/09/d4a11d45bef76f8f80a202da9a5f5586.png

点击查看大图

声明:本文内容来自网络转载或用户投稿,文章版权归原作者和原出处所有。文中观点,不代表本站立场。若有侵权请联系本站删除(kf@86ic.com)https://www.86ic.net/ceping/114441.html

为您推荐

联系我们

联系我们

在线咨询: QQ交谈

邮箱: kf@86ic.com

关注微信
微信扫一扫关注我们

微信扫一扫关注我们

返回顶部