初識virtual memory

1、先談幾個重要的東西

virtual memory是一個抽象概念，書上的原文是"an abstraction of main memory known as virtual memory"（參考資料p776）。那麼什麼是抽象概念。下面說說我我的對這個東西的理解。

所謂抽象概念是指抽象出來的概念，經過抽象這個動做獲得的結果。那麼抽象這個動做又是什麼，便是怎麼一個動做，思惟作了什麼動做或者作了一系列什麼動做。舉個生活中的例子，如今有排球、足球、籃球、乒乓球，咱們按照某個方向（共性）對排球進行抽象，客體是排球，動做是抽象，那麼抽象出來的結果是球，這裏球就是一個抽象概念，球只存在於咱們的概念中，一個圓圓的，能夠滾動的東西。在大腦中，它就是這樣，抽象是一個認識事物的方法，對這個事物進行抽象，抽象出那些相關的屬性，去除不相關的屬性。

 

 

咱們將這些知識應用到virtual memory。解剖"an abstraction of main memory"，客體是main memory，動做是abstract，那麼main memory通過某一方向的抽象後就成了virtual memory，一個抽象概念，一個能夠連續的存放信息的地方，每一個地方都有一個地址屬性，而捨棄了它是由什麼材料組成等不相關信息（抽象方向決定了哪些屬性相關，哪些屬性不相關），在大腦中，它就是這樣。（這裏很難理解，包括我本身都不是很確定，注意利用上段舉出的關於球的例子）

 

談了這麼多我想你們，包括我，都有點暈了，哈哈，這傢伙到底在說什麼，說人話。

總結一下：抽象是咱們認識事物的一種方法，對硬體按某一方向進行抽象獲得抽象概念，抽象概念只存在於大腦中。通過對事物進行抽象，咱們獲得抽象的事物。

迴歸本節主題，virtual memory。在寫這篇博文的過程當中，我感受到若是根據我前面的認知，做者的表述彷佛不夠準確，應該是這樣"virtual memory" is "an abstraction of main memory and MMU"，MMU負責虛擬地址和物理地址的轉換。由於僅僅對memory進行抽象根本得不到virtual memory。（這裏若是讀不懂，先硬着頭皮往下灌，將quetions存在心中看下面的內容）

2、virtual memory

前面已經講到virtual memory是一個抽象概念，是大腦中對main memory + MMU 抽象的產物。那麼main memory 是如何與MMU相加的，即main memory與MMU如何合做的。

合做的過程以下：

　　　　一、processor首先發送virtual address給MMU；

　　　　二、MMU從virtual address中提取某些連續欄位並將其發送到存儲在main memory中的page table

　　　　三、main memory返回physical address的部分連續欄位給MMU

　　　　四、MMU根據virtual address和physical address的部分連續欄位計算出physical address，併發送給main memory

　　　　五、main memory返回所需的data給processor。

在整個過程當中MMU負責將虛擬地址翻譯成物理地址。這裏我只是作一個overview，詳細的細節能夠參考我給出資料。

3、TLB是什麼

不瞭解cache的同仁，能夠先我以前寫的初識cache（http://www.cnblogs.com/midhillzhou/p/5608533.html)，否則理解會很吃力。TLB從本質上說是一個cache，它存在於MMU的內部，用於加速地址轉換。仔細思考上圖，在MMU with TLB中， 在第1步MMU收到virtual address後，它首先先查看TLB中有沒有對應的physical address:若是有，直接將地址取出來，發給main memory，而後main memory將所需data發給processor;若是沒有，再進行上面步驟中的第2步第3步，而後將這一映射關係保存到TLB中，最後進行第4步第5步。

4、參考資料

<<computer systems a programmer's perspective>> second edition p775-p792