物理寻址和虚拟寻址概念之间的区别

Question

这是一次重新提交，因为我没有从superuser.com得到任何回应。很抱歉造成了误会。

我需要知道在嵌入式系统中物理寻址和虚拟寻址概念之间的区别。

为什么在嵌入式系统中实现虚拟寻址概念？

在嵌入式系统中，虚拟寻址相对于具有物理寻址概念的系统有什么优势？

在嵌入式系统中如何实现虚拟寻址到物理寻址的映射？

请在一些简单的架构中用一些简单的例子来解释上面的概念。

Answer 1

物理寻址意味着您的程序实际上知道RAM的实际布局。当您访问地址为0x8746b3的变量时，它实际上存储在物理RAM芯片中。

使用虚拟寻址，所有应用程序内存访问都转到一个页表，然后该页表从虚拟地址映射到物理地址。因此，每个应用程序都有自己的“私有”地址空间，任何程序都不能读写另一个程序的内存。这称为分段。

虚拟寻址有很多好处。由于每个程序都有自己独特的虚拟内存集，因此任何程序都不能读取另一个程序的数据-这既是一个安全的优点，也是一个安全的优点。虚拟内存还支持分页，在这种情况下，程序的物理RAM可以在不使用时存储在磁盘(现在是较慢的闪存)上，然后在应用程序试图访问该页时回调。此外，由于只有一个程序可以驻留在特定的物理页处，因此在物理分页系统中，a)必须编译所有程序以加载到不同的存储器地址，或者b)每个程序必须使用与位置无关的代码，或者c)某些程序集不能同时运行。

物理-虚拟映射可以在软件(具有对内存陷阱的硬件支持)或纯硬件中完成。有时，甚至页表本身也在一组特殊的硬件内存上。我不知道哪个嵌入式系统在做什么，但是每个桌面都有一个硬件TLB (转换后备缓冲器，基本上是一个用于虚拟-物理映射的缓存)，有些现在有高级内存映射单元来帮助虚拟机和类似的东西。

虚拟内存的唯一缺点是增加了硬件实现的复杂性和较慢的性能。

Answer 2

数字设备公司的VAX (Virtual Address eXtented )是一个很好的虚拟嵌入式硬件系统的例子。这是一台32位的迷你计算机，有一个叫做VMS或虚拟内存系统的操作系统。Dave Cutler是该系统的主要架构师之一，他在很久以后为Windows NT编写了内核。他是一个非常好的阅读这些和其他东西的人。Vax具有特殊的硬件，用于控制虚拟空间和通过硬件控制操作码的安全访问。非常安全。这个系统曾经是或者现在是内核级别的modfern day PC的祖先。我在WNT 3.51上看到的第一个BSOD我能够阅读，因为它来自VMS中用于在不稳定时停止系统的崩溃转储。顺便说一句，看看VMS和WNT这两个名字，你会发现VMS的字母表中接下来的字母就是WNT这个词。这不是意外。也许是因为DEC放了他一刀。