物理地址，虚拟地址，逻辑地址，线性地址概念

当内存逐渐变大，程序规模逐渐变大时候，这时候直接使用物理地址定位内存便会出现管理问题。如，多个进程可能互相覆盖彼此的数据，进程的数据或者代码可能被意外修改等。为解决这个问题，提出虚拟地址的概念，虚拟地址为各个进程提供一致的地址空间视图，即虚拟内存，由操作系统实行虚拟地址到物理地址间映射的职责，保证各个进程正常运行。

所以虚拟地址怎么为进程提供一致的地址空间视图呢？
进程运行在虚拟内存中，进程认为内存只被自己和内核独占，观察不到其他进程存在。在虚拟内存中，内存被划分为程序的代码段，数据段，堆栈段，以及被内核所使用的内核地址空间，如下图。

现代操作系统通过虚拟内存为进程提供隔离方法。

这时候写个C程序，打印一个指针地址，该地址不是绝对的物理地址，而是虚拟地址，也叫做线性地址。

那内核怎么通过虚拟地址寻址呢？
以4GB大小内存为例，内核将4GB内存按4KB大小分为1024 * 1024页，并通过两级页表管理这些分页，每个进程拥有各自独立页表。进程寻址时候，通过内存管理单元MMU，以及线性地址中的信息，转换为物理地址，再通过物理地址进行真正的寻址，如下图。内核保证没有多个页表项被意外映射为同一分页。