虚拟内存怎么映射到物理内存

① Linux - 用户态内存映射 和 内核态内存映射

操作系统的内存管理，主要分为三个方面。
第一，物理内存的管理，相当于会议室管理员管理会议室。
第二，虚拟地址的管理，也即在项目组的视角，会议室的虚拟地址应该如何组织。
第三，虚拟地址和物理地址如何映射，也即会议室管理员如果管理映射表。

那么虚拟地址和物理地址如何映射呢？

每一个进程都有一个列表vm_area_struct，指向虚拟地址空间的不同的内存块，这个变量的名字叫mmap。

其实内存映射不仅仅是物理内存和虚拟内存之间的映射，还包括将文件中的内容映射到虚拟内存空间。这个时候，访问内存空间就能够访问到文件里面的数据。而仅有物理内存和虚拟内存的映射，是一种特殊情况。

如果我们要申请小块内存，就用brk。brk函数之前已经解析过了，这里就不多说了。如果申请一大块内存，就要用mmap。对于堆的申请来讲，mmap是映射内存空间到物理内存。

另外，如果一个进程想映射一个文件到自己的虚拟内存空间，也要通过mmap系统调用。这个时候mmap是映射内存空间到物理内存再到文件。可见mmap这个系统调用是核心，我们现在来看mmap这个系统调用。

用户态的内存映射机制包含以下几个部分。

物理内存根据NUMA架构分节点。每个节点里面再分区域。每个区域里面再分页。

物理页面通过伙伴系统进行分配。分配的物理页面要变成虚拟地址让上层可以访问，kswapd可以根据物理页面的使用情况对页面进行换入换出。

对于内存的分配需求，可能来自内核态，也可能来自用户态。

对于内核态，kmalloc在分配大内存的时候，以及vmalloc分配不连续物理页的时候，直接使用伙伴系统，分配后转换为虚拟地址，访问的时候需要通过内核页表进行映射。

对于kmem_cache以及kmalloc分配小内存，则使用slub分配器，将伙伴系统分配出来的大块内存切成一小块一小块进行分配。

kmem_cache和kmalloc的部分不会被换出，因为用这两个函数分配的内存多用于保持内核关键的数据结构。内核态中vmalloc分配的部分会被换出，因而当访问的时候，发现不在，就会调用do_page_fault。

对于用户态的内存分配，或者直接调用mmap系统调用分配，或者调用malloc。调用malloc的时候，如果分配小的内存，就用sys_brk系统调用；如果分配大的内存，还是用sys_mmap系统调用。正常情况下，用户态的内存都是可以换出的，因而一旦发现内存中不存在，就会调用do_page_fault。

② 你真的了解虚拟内存和物理内存吗

在文章开始之前，先说下阅读本文后能学到的知识。

如果你已经掌握了这些知识，那么就不用继续阅读了，如果这些知识你都不熟悉或者不太清楚的话，那就继续阅读，从文章中来获取答案。

为什么会出现虚拟内存呢？这就要从最初的操作系统来说起了，最初的操作系统并没有现在那么完善，刚开始的时候，程序是直接装载到物理内存中的。这就导致了下面的一些问题：

先说问题1，为什么会导致程序编写困难呢？因为，操作系统是同时运行好多程序的，编写的程序是直接操作物理内存的，编写的时候就要考虑，自己的程序操作的内存地址，是否已经被其他程序占用了,如果被占用了的话，就要重新编写程序，重新安排程序的操作地址。

再看问题2，因为是直接操作物理内存，这就意味着一个程序可以操作内存中的所有地址，如果有恶意程序修改了其他程序在用的地址中的数据，这就可能导致其他程序崩溃。

虚拟内存概念的出现就解决了上面的问题，虚拟内存的概念出现后，程序的编写就不再直接操作物理内存了，对每个程序来说，它们就相当于拥有了所有的内存空间，可以随意操作，就不用担心自己操作的内存地址被其他程序占用的问题了。同时，因为程序操作的是虚拟内存地址，这样就不会出现因为修改了其他应用程序内存地址中的数据而导致其他应用程序崩溃的问题了。

这时，你可能会问，CPU都是操作物理内存的，这虚拟内存怎么和物理内存对应呢？问题很好，下文会给你答案。

这里有必要说下物理内存和虚拟内存的概念，可能有的读者分的不太清楚。

解读一下这张图，就是有1G虚拟内存是编写的应用程序操作不到的，应用程序最多只能操作3G的虚拟内存空间。

有计算机基础的人应该都知道，计算机的CPU操作的是物理内存的地址，而现在编写的程序操作的都是虚拟内存地址，那么虚拟内存怎样和物理内存对应起来的呢？这就涉及到一些操作系统的知识了，虚拟内存和物理内存都有分页的概念，一般一页是4096个字节， 现在的操作系统虚拟地址和物理地址建立对应关系采用的是页映射的方式 。

假设我们的32位机器有16 KB的内存，每个页大小为 4096 字节，则共有4个页，

假设程序所有的指令和数据总和为32 KB，那么程序总共被分为8个页。我们将它们编号为P0～P7。很明显，16 KB的内存无法同时将32 KB的程序装入，那么我们将按照动态装入的原理来进行整个装入过程。如果程序刚开始执行时的入口地址在P0，这时装载管理器（我们假设装载过程由一个叫装载管理器的家伙来控制，就像覆盖管理器一样）发现程序的P0不在内存中，于是将内存F0分配给P0，并且将P0的内容装入F0；运行一段时间以后，程序需要用到P5，于是装载管理器将P5装入F1；就这样，当程序用到P3和P6的时候，它们分别被装入到了F2和F3，它们的映射关系如图所示。

可能上面的内容你还意犹未尽，那就再来简单的描述一下，Linux是怎样装载可执行程序的.首先，操作系统是会为一个可执行程序分配一个进程的，然后装载相应的可执行文件并执行。当有虚拟内存存在的情况下，上面的过程就要做三件事：

首先是创建虚拟地址空间。创建一个虚拟空间实际上并不是创建空间而是创建映射函数所需要的相应的数据结构。

读取可执行文件头，并且建立虚拟空间与可执行文件的映射关系。为什么要建立映射关系呢？因为， 当程序执行发生页错误时，操作系统将从物理内存中分配一个物理页，然后将该“缺页”从磁盘中读取到内存中，再设置缺页的虚拟页和物理页的映射关系 ，这样程序才得以正常运行。但是很明显的一点是，当操作系统捕获到缺页错误时，它应知道程序当前所需要的页在可执行文件中的哪一个位置。这就是虚拟空间与可执行文件之间的映射关系。

再来看第3步，其实仔细思考第三步是会发现一些问题的，这里的可执行文件的入口地址是虚拟内存地址，那么就可能存在两个可执行程序的虚拟入口地址相同的问题，这个问题怎么解决呢？这时一个叫做“内存管理单元（Memory Management Unit）”简称“MMU”的硬件就诞生了，它的作用之一就是地址翻译，将虚拟地址翻译成物理地址，可以看下图，加深理解

简单总结一下这部分的内容，当操作系统装载一个可执行程序时，会首先创建虚拟地址空间，这个地址空间实际上就是一个数据结构；然后建立可执行文件与虚拟地址的映射，映射的作用就是知道虚拟空间对应可执行文件的哪个位置；最后就是将CPU的指令寄存器设置成可执行文件的入口地址，开始执行程序，程序开始执行的时候是会到入口地址那里找数据或程序执行，如果入口地址没有程序或数据，就会产生缺页中断，然后将虚拟地址对应可执行文件中的部分装载到物理内存中，再将这块物理内存和虚拟内存建立映射。

本文主要讲解了虚拟内存有关的知识、简单的讲解了一下虚拟内存和物理内存之间的映射以及程序装载的过程，希望大家阅读后对虚拟内存能有更深的理解。

③ 怎么把虚拟内存转换到物理内存！

我的电脑右键属性--系统属性--高级--设置---高级---最下面那个更改键--之后在自定义大小那里输入自己要的素质---再按设置--确定--确定--OK了！

重启下就生效。。。

④ linux内核中虚拟内存是怎样映射到物理内存的

当程序在运行的时候，会检测到数据在虚拟内存中，并没在物理内存中，这时候会产生一个缺页中断， 有缺页中断来映射。

⑤ 虚拟内存怎么才能充当物理内存使用

不管是什么系统，虚拟内存一般应该改成物理内存的两倍就可以了。
256在现在已经比较小了。系统在运行程序的时候，先把程序调到内存使用。
如果不够，可占用虚拟内存。虚拟内存其实用的是你的硬盘空间。
物理内存超级重要。
所以，建议扩大内存，再买一根256的，才几十块。我们这里是这个价钱。
而且还可以双通道。比一根512的效果还好。
虚拟内存不能充当物理内存使用。

⑥ 虚拟内存向物理内存映射是根据什么机理

从操作系统的角度讲，虚拟内存是属于虚拟存储器的范畴。有的作业很大，无法全部被装入内存，或者有大量的作业要求运行，但内存不足以容纳，所以只能将少量作业装入内存，将其他作业留在外存上等待。
基于局部性原理，应用程序在运行之前，仅需要把把当前运行部分页面或段装如内存，其余留在盘上。程序在运行的时候，如果它所要访问的页已经调入，便可继续执行下去；但是如果程序所要访问的页没有调入内存，此时程序利用OS提供的请求调页功能，将他们调入。如果此时内存已经满了，则还需要利用页的置换功能，将内存中暂时不用的页调到盘上，腾出足够内存空间。如此这样，便可以使一个大的用户程序能在较小的内存空间上运行，也可以在内存中同时装入更多的进程使它们并发运行。对用户而言，大的内存容量只是一中感觉，故称为虚拟存储器。

⑦ 虚拟内存的地址映射

映射虚拟地址的形式可以分成静态虚拟地址映射和动态虚拟地址映射．所谓静态，就是在OEMAddressTable中定义映射关系或者是ＯＳ启动后调用CreateStaticMapping和NKCreateStaticMapping来实现从虚拟地址到物理地址的映射；动态则是通过VirtualAlloc和VirtualCopy（或者调用MmmapIoSpace函数）．这两种映射虚拟地址的形式区别在于静态虚拟地址只能由内核使用，用于ＩＳＲ访问外设存储．而动态虚拟地址可以在应用程序里访问物理地址（比如在驱动中操作寄存器）．
在Ｘ８６和ＡＲＭ体系的ＣＰＵ里，有一个数据结构对于地址映射技术尤其重要：OEMAddressTable．这个数组定义了外设从４Ｇ的虚拟地址到５１２Ｍ物理地址的映射关系．它位于public\common\oak\csp\x86\oal目录下的oeminit.asm中，格式为Virtual Address, Physical Address, Size

在Ｘ８６下大小必须是４Ｍ的倍数，ＡＲＭ下为１Ｍ的倍数．内核建立了两个范围的虚拟地址：从0x80000000到0x9FFFFFFF是带缓存的物理地址映射，而0xA0000000 到 0xBFFFFFFF 是不带缓存的物理地址映射．驱动访问外设时，应该用不带缓存段的虚拟地址. 要注意的一点是，如果改动了OEMAddressTable，相应要改动config.bib．

1.如果是在bootloader中访问设备寄存器，可以直接操作物理地址。

2.wince启动后，硬件上ARM和X86体系的处理器启动了MMU，操作系统只能访问到虚拟地址，不能直接操作物理内存了。但是如果是X86的CPU，由于它的外设I/O端口和存储器空间分开编址，可以直接嵌入汇编或者使用宏read_port_xxx,write_port_xxx来读写设备寄存器的物理地址。

3.wince软件结构里对应MMU的是一个名为OEMAddressTable的数据结构（源文件oeminit.asm中），其中建立了物理地址和虚拟地址的静态映射关系，也可以在其中改动系统所能识别物理内存的大小,以支持大内存。

4.我们也可以在wince启动后调用CreateStaticMapping和NKCreateStaticMapping来实现OEMAddressTable中的这种物理地址和虚拟地址的静态映射关系。

5.建立了静态映射关系的虚拟地址只能由内核模式下的程序来操作，例如 ISR。除非你在定制系统时，选择了full kernal mode，使所有程序都运行在完全内核模式下，这将导致系统不稳定。

6.如果要在驱动程序中访问设备寄存器，必须建立动态虚拟地址映射，可以调用MmmapIoSpace函数来实现，或者通过VirtualAlloc和VirtualCopy函数来实现。其实MmmapIoSpace内部就调用了后者。

7.在驱动中访问虚拟地址时，必须是非缓存段（位于0xA0000000 到 0xBFFFFFFF ）。

8.使用VirtualCopy函数映射物理地址时，其lpvSrc参数必须右移8位，且相应的fdwProtect参数必须带page_physical。

9.如果是ARM体系的处理器，访问挂在系统总线上的设备寄存器前，必须先把总线地址转化成CPU的地址，通过HalTranslateBusAddress实现两种物理地址的变换，然后再调用MmmapIoSpace函数作虚实地址的转换。
也可以使用 TransBusAddrToVirtual （）直接把总线上的地址转化成系统的虚拟地址。 在一般的应用程序中访问 I/O 是访问它的缓存段虚拟地址，而驱动中必须访问无缓存段虚拟地址。简单来说无缓存段虚拟地址 = 缓存段虚拟地址 +0x20000000 。

全是供参考。不知道合不合你用呢！！！

⑧ 如何把虚拟内存移动到D盘

虚拟内存移动到D盘步骤：

1、第一步，右键点击电脑，选择属性，如下图所示：

注意事项：通常不推荐自定义大小，因为系统本身是科学设置的。如果自己定义，可以设置为物理内存的1.5-3倍，最多2-4倍足够。

⑨ 虚拟内存 移动到物理内存

你的操作系统我没用过，所以不太清楚，不过win7和XP系统可以通过设置虚拟内存，这个虚拟内存设置主要是为了解决内存不足的问题，不过你的电脑内存应该足够的，要是你的操作系统能设置虚拟内存，那你把这个虚拟内存设很小就行了。电脑卡的原因不止是内存问题，具体原因说不清，不过一般是内存不足，CPU处理不过来导致的。