virtual-memory - MMU如何处理内存映射寄存器？

Question

当我说内存映射寄存器的地址总是物理地址时，我是否正确？

如果是，那么 MMU 如何处理这些地址并决定不为它们进行虚拟到物理的转换？

Answer 1

MMU 不决定任何事情。它只是根据操作系统告诉它的内容映射地址:虚拟地址到物理地址，和/或如果特定物理地址的映射被标记为“无效”或以某种方式与操作系统的操作不一致，则中断应用程序当前机器指令(例如，对于指令获取，“不可执行”，对于存储，“只读”等)。

操作系统建立了一套规则和约定，确保应用程序不能为彼此创建 greif。如果写入内存映射的 I/O 设备对于这个操作系统是可行的，那么操作系统将设置 MMU 映射(例如页面映射寄存器)以允许它；否则它不会设置 MMU 页面映射到 I/O 设备。

对于大多数通用操作系统来说，允许任意程序写入 I/O 寄存器是“导致麻烦”的定义，它们根本不会设置这样的映射。从用户进程的角度来看，这就是 Windows 的行为方式。

对于特殊用途的操作系统，让单独的进程共享 I/O 页面可能没问题，特别是如果运行的进程是可信的(例如，操作系统的一部分或通过某些声称质量良好的认证机构)。然后多个受信任的进程可以安全方便地共享内存映射的 I/O 设备。即使不受信任的进程也可以在这样的操作系统上运行；它根本不允许他们访问 I/O。

早在 1972 年，我就构建了一台独特的虚拟内存 16 位小型机。 MMU 有两种页面映射:将虚拟页面映射到物理页面(如您所料)，以及将页面映射到单个 32 字节 I/O 设备。这意味着操作系统可以安全地处理任何设备(对操作系统功能不重要)的任何进程。

特别是，这意味着每个 I/O 驱动程序都有自己的地址空间；如果它搞砸了，没问题。您可以在运行操作系统时毫​​无顾虑地调试设备驱动程序。 (Windows 多年来一直遭受 I/O 驱动程序损坏的困扰；我仍然这么认为，但他们的质量控制“可信度检查”现在非常强大)。

唉，这不是商业上的成功。我被迫进入软件行业谋生:-{