• 地址转换：硬件对每次内存访问进行处理，将指令中的虚拟地址转换为数据实际存储的物理地址。

15.3 动态(基于硬件)重定位

• 基址加界限机制(动态重定位)：每个CPU需要两个硬件寄存器：基址(base)寄存器和界限(bound)寄存器。

当程序执行时，OS决定其在物理内存中加载的实际地址，并将起始地址记录在基址寄存器中。

physical address = virtual address + base

界限寄存器在此处提供访问保护，确保进程产生的所有地址都在晋城的地址“界限”中

• 这一堆寄存器是内存管理单元(Memory Management Unit, MMU)

15.5 操作系统的问题

• 硬件支持和操作系统管理结合在一起，实现一个简单地虚拟内存

1. 在进程创建时，操作系统检索空闲列表(free list)，为进程的地址空间找到内存空间。
2. 在进程终止时，操作系统回收它的所有内存状态，并放回空闲列表。
3. 在上下文切换时，由于每个CPU只有一个基址寄存器和界限寄存器，但对于每个运行的程序，它们的值都不同，操作系统必须保存MMU到内存，放在每个进程都有的结构中，如近程结构或者进程控制块(PCB)并且在恢复执行的时候恢复MMU。

当一个进程试图越界访问内存时，CPU应该触发异常：终止错误进程

简单的动态重定位技术有效率低下的问题，如果进程使用的栈区和堆区并不很大，那么会导致浪费大量空间，形成内部碎片。

• 内部碎片：程序所有的内存都被装载到物理内存，但是程序有部分内存可能并不是很常使用，导致内存浪费
• 外部碎片：产生了多个不连续的小物理内存，导致新的程序无法被装载