物理和虚拟寻址

内存管理单元（MMU）

地址空间

非负整数地址的有序集合

虚拟内存作为缓存的工具

DRAM缓存的组织结构

与存储器的层次结构

页表

页命中

系统通过页表获取到物理内存当中的页

缺页

物理内存缓存不命中成为缺页

分配页面

局部性原理

局部性原理是指CPU访问存储器时，无论是存取指令还是存取数据，所访问的存储单元都趋于聚集在一个较小的连续区域中。

虚拟内存作为内存管理工具

虚拟内存作为内存保护的工具

地址翻译

基本参数：

符号 描述
$N=2^n$ 虚拟地址空间中的地址数量
$M=2^m$ 物理地址空间中的地址数量
$P=2^p$ 页的大小（字节）

虚拟地址(VA)的组成部分：

符号 描述
VPO 虚拟页面偏移量（字节）
VPN 虚拟页号
TLBI TLB索引
TLBT TLB标记

物理地址(PA)的组成部分：

符号 描述
PPO 物理页面偏移量（字节）
PPN 物理页号
CO 缓冲块内的字节偏移量
CI 高速缓存索引
CT 高速缓存标记

当页面命中时：

当缺页时：

结合高速缓存和虚拟内存

利用TLB加速地址翻译

多级页表

内存映射

将虚拟内存区域与一个磁盘对象关联起来，以初始化这个虚拟内存区域的内容

共享对象

用户级内存映射

void *mmap(void *start,size_t length,int prot,
    int flags,int fd,off_t offset)

动态内存分配

malloc与free函数

void *malloc(size_t size);
void free(void *p);

使用动态内存分配的原因

分配器的要求和目标

目标

碎片

实现问题

隐式空闲链表

放置已分配的块

分割空闲块

将空闲块分为两部分，一部分变成分配块，另一部分变成空闲块

获取额外的堆内存

合并空闲块

假碎片

带边界标记的合并

显式空闲链表

分离的空闲链表

垃圾收集

C程序常见的与内存有关的错误