0x12 内存管理（一）

长篇预警

一、内存管理背景

内存构成现代计算机运行的核心部分，由一个个字或字节构成，在信息存储和处理中占据重要地位。每一个单独的"字符"（即一个字或一个字节）都拥有独特的地址信息。

基本硬件

程序仅能在内存中运行后方能执行。
CPU可以直接访问的主要存储类型包括主存、高速缓存以及寄存器。
通常情况下，在单个（或更少） CPU 时钟周期内即可完成寄存器的访问操作；而主存的数据读写则可能需要多个这样的时钟周期。
当 CPU 发生操作中断（ stall ）现象时，在数据读取过程中会暂时使处理器处于空闲状态。
为了缓解系统间的速度差异，在 CPU 与外设之间引入快速缓冲存储单元——高速缓存 Cache。
确保系统的安全运行需严格遵循正确的操作流程。

独立运行内存空间

合理分配内存空间以保证每个进程都能访问其合法地址范围，并且每个进程都应遵循其权限限制。
两个寄存器分别负责记录程序运行时的上下文信息和操作权限。
两个寄存器分别负责记录程序运行时的上下文信息和操作权限。

• 基址寄存器（Base）
  进程最小的合法物理内存地址

• 界限寄存器（Limit）
  进程地址的长度

• CPU在执行指令时，需要进行地址合法性检验

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