幾乎連續的與物理上連續的記憶

Question

幾乎連續的記憶也總是在物理上連續嗎？ 如果沒有，如何在物理上非連續的RAM塊上分配幾乎連續的內存並進行內存映射？ 詳細的答案表示贊賞。

Answer 1

簡短回答：您無需關心（除非您是內核/驅動程序開發人員）。 對你來說都是一樣的。

更長的答案：相反，幾乎連續的記憶通常不是物理上連續的（只是非常少量）。 除了巧合，或機器剛剛啟動后不久。 但是，這不是必要的。

分配大量物理連續RAM的唯一方法是使用大頁面（因為一頁內的內存需要是連續的）。 然而，這是一個無用的嘗試，因為您的過程沒有可觀察到的差異，您認為它是連續的內存是否實際上是連續的，但使用大頁面存在缺點。

在物理上非連續的RAM上的存儲器映射不是特別“特殊”的方式。 它遵循所有內存管理遵循的相同方法。

操作系統在“頁面”中划分虛擬內存，並為您的進程創建頁表條目。 當您訪問某個位置的內存時，相應的頁面根本不存在，或者它存在並對應於RAM中的實際頁面，或者它存在但與RAM中的實際頁面不對應。

如果頁面存在於RAM中，則根本不會發生任何事情¹ 。 否則會生成故障並運行某些操作系統代碼。 如果事實證明頁面根本不存在（或者沒有正確的訪問權限），則您的進程會因分段錯誤而終止。

否則，操作系統會選擇一個未使用的任意頁面（或者交換掉它認為最不重要的頁面），然后將數據從磁盤加載到該頁面中。 在內存映射的情況下，數據來自映射文件，否則它來自交換（對於全新分配的內存，復制零頁）。 然后操作系統將控制權返回給您的流程。 你永遠不會知道這件事。

如果您訪問位於不同頁面的“連續”（或者您認為！）內存區域中的另一個位置，則會運行完全相同的過程。

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¹實際上，它有點復雜，因為頁面可能存在於RAM中但不是“正式”存在，是要回收的頁面列表的一部分。 但這太復雜了。

Answer 2

不，它不必。 虛擬內存的任何頁面都可以映射到任意物理頁面。 因此，您可以讓虛擬內存的相鄰頁面指向不相鄰的物理頁面。 該映射由OS維護，並由CPU的MMU單元使用。