linux - 虚拟连续与物理连续内存

Question

实际上连续的内存在物理上也总是连续的吗？如果不是，如何在物理上不连续的 RAM block 上分配和映射虚拟连续内存？感谢详细的回答。

Answer 1

简短回答:您无需关心(除非您是内核/驱动程序开发人员)。对你来说都是一样的。

更长的答案:相反，实际上连续的内存通常不在物理上是连续的(只有非常小的数量)。除了巧合，或者在机器刚刚启动后不久。然而，这不是必需的。

分配大量物理上连续的 RAM 的唯一方法是使用大页面(因为一页中的内存需要是连续的)。然而，这是无用的尝试，因为无论您认为它是连续的内存实际上是连续的，对于您的进程来说都没有明显的区别，但是使用大页面也有缺点。

在物理上非连续 RAM 上的内存映射并没有特别“特殊”的方式。它遵循所有内存管理遵循的相同方法。

操作系统将虚拟内存划分为“页”，并为您的进程创建页表条目。当您访问某个位置的内存时，相应的页面根本不存在，或者它存在并且对应于 RAM 中的真实页面，或者它存在但不 em> 对应于 RAM 中的真实页面。

如果页面存在于 RAM 中，则什么也不会发生¹。否则会产生故障并运行某些操作系统代码。如果发现该页面根本不存在(或没有正确的访问权限)，您的进程将因段错误而终止。

否则，操作系统会选择一个未使用的任意页面(或者换出它认为最不重要的页面)，并将数据从磁盘加载到该页面。在内存映射的情况下，数据来自映射文件，否则来自交换(对于全新分配的内存，零页被复制)。操作系统然后将控制权返回给您的进程。你永远不知道这件事发生了。

如果您访问位于不同页面的“连续”(或者您认为如此!)内存区域中的另一个位置，则会运行完全相同的过程。

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¹ 实际上，它有点复杂，因为一个页面可能存在于 RAM 中但不是“正式”存在的，是要回收的页面列表的一部分等等。但这太复杂了。