平面内存模型和受保护内存模型之间的区别？

Question

平面内存模型和受保护内存模型之间的区别？ VxWorks支持平面内存模型，Linux是否也支持平面内存模型？

Answer 1

为了给出一个合理的答案，我们首先回顾一些概念。

大多数现代处理器都有一个内存管理单元（MMU），它被用于许多目的。

一个目的是在虚拟地址（CPU“看到”的那个）和物理地址（芯片实际连接的地方）之间映射。这被称为地址转换。

另一个目的是为特定的虚拟内存的位置设置访问属性（东西像内存读写，或只读，或无法访问）

随着MMU，你可以有所谓的“团结映射“处理器的虚拟地址与物理地址相同（即不使用地址转换）。例如，如果处理器访问0x10000，则它正在访问物理位置​​0x10000。

“扁平”内存模型通常指的是CPU访问的任何虚拟地址都是唯一的。因此，对于32位CPU，地址空间的最大限制为4G。

它通常（虽然不一定）用于指代虚拟内存和物理内存之间的统一映射。相比之下，在工作站领域，大多数操作系统（Linux/Windows）都使用“重叠”内存模型。例如，您在Windows中启动的任何程序（一个进程）将具有0x10000的起始地址。

窗口如何有10个进程都从地址0x10000运行？

这是因为每个进程都使用MMU来映射虚拟地址0x10000到不同的物理地址。对于P1可能有0x10000 = 0x10000，而P2有0x10000 = 0x40000，等等......

在RAM中，程序是在不同的物理地址，但CPU虚拟地址空间看起来每个进程相同。

据我所知，Windows和Standard Linux总是使用重叠模型（即它们没有平面模型）。 uLinux或其他特殊内核可能有一个扁平模型。

现在，保护与平坦与受保护模型无关。 我会说大多数重叠的模型操作系统将使用保护，以便一个进程不会影响（即写入另一个进程的内存）。使用VxWorks 6.x并引入Real-Time Processes，即使使用平面内存模型，通过使用保护也可以保护各个RTP（以及内核应用程序）。

如果您不使用RTP并在vxWorks内核中运行所有内容，则不会使用保护。

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那么，保护如何工作（无论是在VxWorks RTP或其他操作系统进程中）？ 从本质上讲，RTP/Process存在于具有一定范围的（虚拟）地址的“内存气泡”中，该地址包含代码，数据，堆以及其他各种内存位置。

如果RTP/Process尝试访问其外部存储区以外的内存位置，MMU将生成一个异常并调用OS（或信号处理程序）。典型的结果是段违例/总线异常。

但是，如果一个进程无法转义它的内存泡沫，一个进程如何将一个数据包发送到以太网端口？这取决于处理器体系结构，但本质上，用户端（RTP）套接字库（例如）会进行“系统调用” - 这是一个将cpu切换到内核空间和超级用户模式的特殊指令。此时，某种设备驱动程序（通常驻留在内核中）运行将数据推送到某个硬件设备。一旦完成，系统调用返回，我们回到运行用户代码的RTP /进程空间。

操作系统负责所有MMU编程，系统调用处理等......这对应用程序是不可见的。