MMU（内存管理单元）的作用

   MMU是Memory Management Unit的缩写，中文名是内存管理单元，有时称作分页内存管理单元。它是一种负责处理中央处理器（CPU）的内存访问请求的计算机硬件。以下是MMU的主要作用：
   1、地址映射
  首先需要先理解以下两个概念:

• 虚拟地址
    这是对整个内存（不要与机器上插那条对上号）的抽像描述。它是相对于物理内存来讲的，可以直接理解成“不直实的”，“假的”内存，例如，一个0x08000000内存地址，它并不对就物理地址上那个大数组中0x08000000 - 1那个地址元素；
    之所以是这样，是因为现代操作系统都提供了一种内存管理的抽像，即虚拟内存（virtual memory）。进程使用虚拟内存中的地址，由操作系统协助相关硬件，把它“转换”成真正的物理地址。这个“转换”，是所有问题讨论的关键。
    有了这样的抽像，一个程序，就可以使用比真实物理地址大得多的地址空间。甚至多个进程可以使用相同的地址。不奇怪，因为转换后的物理地址并非相同的。
    可以把连接后的程序反编译看一下，发现连接器已经为程序分配了一个地址，例如，要调用某个函数A，代码不是call A，而是call 0x0811111111 ，也就是说，函数A的地址已经被定下来了。没有这样的“转换”，没有虚拟地址的概念，这样做是根本行不通的。
• 物理地址
    物理地址（Physical Address）是CPU地址总线上传来的地址，是内存单元（一个字节）的真正的地址。在实地址模式下，物理地址是CPU进行内存访问时使用的真实地址。在虚拟地址模式下，物理地址是虚拟地址经过转换后的实际地址。
    在物理地址中，每个字节都有一个唯一的地址与其对应。由于物理地址空间是有限的，操作系统需要采用一定的内存管理技术（如分页、分段等）来有效地利用物理内存，并实现进程的内存隔离。

  当CPU要读写数据时，它先发出一个地址到内存的总线上，这个地址是CPU提供的地址，再由内存管理单元（MMU）把地址从虚拟内存地址转换成物理地址。这时，这片地址对应的物理内存上的数据就被读入到CPU内部进行处理了。

   2、内存保护
  MMU通过权限检查来防止进程访问非法的内存区域。每个虚拟内存页或段都可以被赋予不同的访问权限（如读、写、执行），当进程尝试访问一个被禁止的区域时，MMU会引发一个异常（如页错误或段错误），操作系统可以捕获这个异常并采取相应的处理措施。
   3、分页和分段
  MMU支持分页和分段两种内存管理机制。分页是将物理内存和虚拟内存划分为固定大小的块（页），并为每个页分配一个唯一的标识符。分段则是将内存划分为可变大小的区域（段），并为每个段分配一个唯一的标识符。这两种机制都允许操作系统更加灵活地管理内存资源
 分页机制的核心是：
1）将实际的物理页分割成若干个4KB大小的存储空间
2）虚拟地址被分割为由若干虚拟页号(VPN)和实际页空间内偏移地址(VPO)两个部分
3）实际的页空间偏移地址在虚拟地址向物理地址转化过程中不变，我们只需根据虚拟地址的页号（VPN）找到最终实际页号(PPN)就可以实现地址转化


   4、支持虚拟内存
  虚拟内存是操作系统中一种重要的内存管理技术，它允许进程使用的内存超过物理内存的大小。当物理内存不足时，操作系统可以将部分内存页交换到磁盘上的交换空间（swap space）中，并在需要时再将它们加载回物理内存。MMU负责处理这种交换过程，确保进程在访问内存时不会受到物理内存大小的限制。
   5、加速地址转换
   为了提高性能，MMU通常使用了缓存机制（如TLB，Translation Lookaside Buffer）来加速地址转换过程。当进程访问内存时，MMU首先会检查TLB中是否已经有相应的地址转换条目，如果有则直接使用，否则才会去查询地址映射表。