虚拟存储器

今天上午看了《深入理解计算机系统》中关于虚拟存储器的章节，记录如下：

首先说为什么要有虚拟存储器

我个人觉得虚拟存储器的概念是和进程概念一起出现的。在计算机技术发展的早期，只有单道批处理系统，特点是一次只能运行一个进程，只有运行完毕后才能将下一个进程加载到内存里面，所以进程的数据都是直接放在物理内存上的。

到后来发展出了多道程序系统，它要求在计算机中存在着多个进程，处理器需要在多个进程间进行切换。这时候就出现问题了，链接器在链接一个可执行文件的时候，总是默认程序的起始地址为0x0，但物理内存上只有一个0x0的地址呀？也许你会说:”没关系，我们可以在程序装入内存的时候再次动态改变它的地址.”好吧我忍了。但如果我的物理内存大小只有1G,而现在某一个程序需要超过1G的空间怎么办呢？你还能用刚才那句话解释吗？

这时候虚拟存储器的作用就发挥出来了，我们为每一个进程分配一个0~2³²-1个字节(32为系统，下同)的虚拟地址空间，并将这些空间在逻辑上分为各个段，每个段的作用、位置和访问权限都不同，具体可见我的关于进程这篇文章。使用虚拟存储器有如下好处:

• 方便程序的链接和装入工作
• 装入内存后可极大的节省内存
• 方便操作系统对进程的管理
• 安全，一个进程无法访问其他进程的空间
• 可以保证每个进程可用空间为CPU的最大寻址空间
• 可以高效的在进程间共享数据，如共享内存
• 其他的想起来在补充哈，反正好处很多的。。。

虚拟存储器的工作原理

当操作系统将一个程序载入内存时，会为其创建一个PCB出来，PCB在Linux系统中就是一个task_struct的内核结构体，其中的元素包含或者指向内核运行该进程所需要的所有信息(例如:PID,指向用户栈的指针，可执行目标文件的名称以及程序计数器)。
task_stru