memory-management - 物理寻址和虚拟寻址概念之间的区别

Question

这是重新提交，因为我没有收到来自 superuser.com 的任何回复。很抱歉对于这个误会。

我需要知道嵌入式系统中物理寻址和虚拟寻址概念之间的区别。

为什么在嵌入式系统中实现虚拟寻址概念？

与嵌入式系统中具有物理寻址概念的系统相比，虚拟寻址的优势是什么？

在嵌入式系统中，虚拟寻址到物理寻址之间的映射是如何完成的？

请用一些简单架构中的一些简单示例来解释上述概念。

Answer 1

物理寻址意味着您的程序实际上知道 RAM 的真实布局。当您访问地址 0x8746b3 处的变量时，这就是它真正存储在物理 RAM 芯片中的位置。

使用虚拟寻址，所有应用程序内存访问都转到页表，然后从虚拟地址映射到物理地址。所以每个应用程序都有自己的“私有(private)”地址空间，没有程序可以读取或写入另一个程序的内存。这称为分段。

虚拟寻址有很多好处。它可以防止程序因不良的指针操作等而相互崩溃。因为每个程序都有自己独特的虚拟内存集，所以没有程序可以读取另一个程序的数据——这既是安全性的，也是安全性的。虚拟内存还支持分页，其中程序的物理 RAM 可以在不使用时存储在磁盘上(或者，现在是较慢的闪存)，然后在应用程序尝试访问页面时回调。此外，由于只有一个程序可能驻留在特定的 物理 页面，在物理分页系统中，要么 a) 所有程序必须编译以加载到不同的内存地址，要么 b) 每个程序都必须使用与位置无关的代码，或者 c) 某些程序集不能同时运行。

物理-虚拟映射可以在软件(硬件支持内存陷阱)或纯硬件中完成。有时甚至页表本身也在一组特殊的硬件内存上。我不知道哪个嵌入式系统做了什么，但每个桌面都有一个硬件 TLB(翻译后备缓冲区，基本上是虚拟物理映射的缓存)，有些现在有高级内存映射单元，可以帮助虚拟机之类的。

虚拟内存的唯一缺点是增加了硬件实现的复杂性和较慢的性能。