C 虚拟内存区域结构是否只有在出现页面错误时才会出现？

虚拟内存对我来说是一个相当复杂的话题。我正在努力理解它。以下是我对32位系统的理解。示例RAM只有2GB。我试着阅读了很多链接，但目前我没有信心。我希望你们能帮助我澄清我的概念。请承认我的观点，也请回答你认为错误的地方。我的观点中也有一个混乱的部分。所以，这里开始总结

每个进程都认为它只是在运行。它可以访问4GB的内存虚拟地址空间

当进程访问虚拟地址时，它通过MMU转换为物理地址。 这个MMU是CPU硬件的一部分

当MMU无法将地址转换为物理地址时，会引发页面错误

在页面错误时，会通知内核。内核检查VM区域结构。如果它能找到它-可能在磁盘上。它将进行一些页进/页出操作。把这个内存放到RAM上

现在MMU将再次尝试，这次将成功

如果内核找不到地址，它将发出一个信号。例如，无效访问将引发SIGSEGV

混乱的观点

页表是否在内核中维护？此VM区域结构是否有页表

MMU如何在物理RAM中找不到地址。假设它被翻译成RAM中的某个错误地址。代码仍将执行，但它将是一个错误的地址。MMU如何确保读取正确的数据？它是否每次都参考内核VM区域

是映射表-虚拟到物理在MMU中。我读过它，它是由一个单独的进程维护的。如果它在一个进程中，为什么我看不到它。 或者，如果是MMU，MMU是如何生成地址的-是段+12位移位->页帧号，然后加上偏移量（位-1到10）->给出了一个物理地址。 这是否意味着对于32位体系结构，在我的脑海中有了这个计算。我可以从虚拟地址确定物理地址

cat/proc/pid_值/映射。这显示了vmarea的当前映射。基本上，它读取Vmarea结构并打印它。这意味着这很重要。我无法把这件作品完整地描绘出来。执行程序时，不会生成vmarea结构。VMAREA是否仅在MMU无法翻译地址（即页面错误）时才会出现在图片中？当我打印vmarea时，它会显示地址范围、权限和映射到文件描述符的地址，以及偏移量。我确信这个文件描述符就是硬盘上的描述符，偏移量就是这个文件的

高内存概念是内核不能直接访问大于1GB（约）的内存区域。因此，它需要一个页表来间接地映射它。因此，它将临时加载一些页表来映射地址。HIGH MEM每次都会出现在图片中吗。因为用户空间可以通过MMU直接转换地址。在什么情况下，内核真的想要访问高内存。我相信内核驱动程序将主要使用kmalloc。这是一个直接内存+偏移地址。在这种情况下，实际上不需要映射。因此，问题在于内核需要在什么情况下访问高内存

处理器是否专门附带MMU支持。那些没有MMU支持的人不能运行LInux

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虽然这不是最好的答案，但我想分享一下我对困惑的观点的看法

1.

是否维护页表

对。内核维护页面表。实际上，它维护嵌套的页表。页面表的顶部存储在top_pmd中。我想它是页面映射目录。可以使用此结构遍历所有页面表

2.

MMU如何在物理RAM中找不到地址

我不确定我是否理解这个问题。但如果由于某些问题，指令出现故障或正在访问超出其指令区域的指令，通常会出现未定义的指令异常，从而导致未定义的异常中止。如果查看崩溃转储，可以在内核日志中看到它

3.

是映射表-虚拟到物理在MMU中

对。MMU为SW+HW。HW就像TLB一样。映射表存储在这里。对于指令，也就是代码部分，我总是转换物理虚拟地址，并且它们总是匹配的。而且几乎所有的时间它都匹配数据部分

4.

cat/proc/pid\u值/map。这显示了vmarea的当前映射

这更多地用于分析用户空间堆栈的虚拟地址。正如您所知，几乎所有的用户空间程序都可以有4GB的虚拟地址。所以，如果我说0xc0100234，它与内核不同。你不能直接指向指令。因此，您需要这个映射和虚拟地址来根据您拥有的数据指向指令

5.

高内存概念是内核不能直接访问内存

高内存对应于用户空间内存（如果我错了，有人会纠正我）。当内核想要从用户空间的地址读取一些数据时，您将访问HIGHMEM

6.

处理器是否专门提供MMU支持。那些没有MMU支持的人不能运行LInux

我提到的MMU是硬件+软件。因此，大部分情况下，它将与芯片组一起出现。软件通常依赖于体系结构。您可以从内核配置和构建中禁用MMU。但我从未试过。现在大多数芯片组都有它。但我认为小型电路板会禁用MMU。不过，我不能完全肯定

由于所有这些都是概念性问题，我可能缺乏一些知识和经验