MMU（内存管理单元）如何将虚拟地址转换为物理地址

什么是MMU？

MMU是“Memory Management Unit”的缩写，中文名是内存管理单元。

MMU是现代计算机操作系统中的一个重要组成部分，其主要功能是将虚拟地址转换为物理地址。通过MMU，可以实现虚拟内存管理、内存保护、内存共享等功能，从而提高系统的稳定性和安全性。MMU通过页面表（Page Table）实现虚拟内存管理，页面表记录了每个虚拟页面和其对应的物理页面之间的映射关系。这样，当CPU发出一个虚拟地址时，MMU可以通过页面表查找并将其转换为对应的物理地址。此外，MMU还可以通过页面表实现内存保护和共享等功能，例如标记某些内存区域为只读或禁止访问，以确保程序不会意外地修改关键数据或访问不允许的内存区域。MMU是CPU中用来管理虚拟存储器和物理存储器的控制线路，它位于CPU和内存之间，负责处理程序发出的内存访问请求，并将逻辑地址转换为物理地址，实现对内存的管理和保护。总的来说，MMU是现代计算机系统中不可或缺的一部分，它通过硬件机制确保了内存访问的安全性和效率。

虚拟地址到物理地址的转换

虚拟地址的产生：

MMU中的转换：

MMU的转换分为两部分，分段机制和分页机制，如果没有打开分页机制的话，默认就是分段机制，则得出的线性地址就是物理地址。如果打开了分页机制，就需要引入页表的概念

分页机制

分页，其实就是把虚拟地址空间划分成为若干个大小相等的页，随后由操作系统为这些虚拟内存页分配真实的物理内存页，它查找物理内存中可用的页，然后在页表中登记这些物理页地址，这样就完成了虚拟页到物理页的映射。