关于虚拟地址，虚拟地址空间，虚拟内存的分辨和理解

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#windows #工作

本文详细解析了虚拟地址空间的概念，包括操作系统为每个进程分配的4G虚拟内存空间，并解释了虚拟地址与虚拟内存的作用及工作原理。重点阐述了虚拟地址与物理地址之间的转换过程，以及虚拟内存如何在RAM不足时利用硬盘空间进行补偿。
关于虚拟地址，虚拟地址空间，虚拟内存的分辨和理解
2009-09-05 02:07

1：虚拟地址空间：操作系统为每个进程分配4G的虚拟内存空间，（0-ffffffff）但是这不意味着进程将会有4G的物理内存，这只是一个虚拟地址的范围。虚拟内存空间分为大小相同的页，这些页或者被映射到物理内存，或者被映射到硬盘上的交换文件，或者什么也不映射。

2：虚拟地址：虚拟地址空间的地址，当有内存分页机制时，程序中用的都是虚拟地址，当 cpu执行到一条指令时，cpu先将虚拟地址转换成32位的线性地址，再将线性地址转换成物理地址。至于怎么转换这里暂不作介绍。

3：虚拟内存：如果计算机缺少运行程序或操作所需的随机存取内存 (RAM)，则 Windows 使用虚拟内存进行补偿。虚拟内存将计算机的 RAM 和硬盘上的临时空间组合在一起。当 RAM 运行速度缓慢时，虚拟内存将数据从 RAM 移动到称为“分页文件”的空间中。将数据移入与移出分页文件可以释放 RAM，以便完成工作。

这几个概念中注意区别。自己总结的如果有什么错误的话，请各位大侠多多指教…
Linux 内存管理 | 虚拟内存管理：虚拟内存空间、虚拟内存分配
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Linux内核：虚拟地址空间布局
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在上面给出的进程地址空间经典布局图中，共享库的装载地址为0x40000000，这实际上是Linux kernel 2.6版本之前的情况了，在2.6版本里，共享库的装载地址已经被挪到靠近栈的位置，即位于0xBFxxxxxx附近，因此，此时的堆范围就不会被共享库分割成2个“碎片”，故kernel 2.6的32位Linux系统中，malloc申请的最大内存理论值在2.9GB左右。泄漏的内存往往比忘记释放的数据结构更大，因为所分配的内存通常会圆整为下个大于申请数量的2的幂次(如申请212B，会圆整为256B)。
虚拟地址和虚拟内存区别
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程序访问存储器所使用的逻辑地址称为虚拟地址，虚拟地址 (virtual address): 4G虚拟地址空间中的地址，程序中使用的都是虚拟地址。每一个进程都分配有一个4G的虚拟地址。通过虚拟地址访问内存的形式称为保护模式，因为它不允许直接访问内核空间，而对应的直接访问物理内存的方式称为实模式，现在已经很少使用。 　　比如 mov eax,004227b8h ，这是把地址004227b8h
虚拟地址空间
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虚拟地址空间是指操作系统为每个运行中的进程分配的抽象地址空间。这个地址空间使得每个进程都觉得它拥有一个独立的、连续的内存区域，而实际上这个内存区域可能分布在物理内存的不同位置，甚至可能被存储在磁盘上。在虚拟地址空间中，进程访问的是虚拟地址，而不是实际的物理地址。操作系统(MMU, 内存管理单元, Memory Management Unit)负责将虚拟地址映射到物理地址，这个过程称为地址转换。通过虚拟地址空间，操作系统可以为每个进程提供独立的、隔离的内存空间，从而增加了系统的稳定性和安全性。
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并且，当 Linux 设定的虚拟页大小越小时，单个进程中的页表项和虚拟页也就越多，页表的层级也可能越多，查询性能就越低。在 x86 64bit 系统中，可以描述的最长地址空间为 2^64（16EB），远远超过了目前主流内存卡的规格，所以在 Linux 中只使用了 48bit 长度，寻址空间为 2^48（256TB），User Space 和 Kernel Space 各占 128T。反之，如果遇到了寻址失败的情况，则说明对应的物理页框没有被分配或者被换出到外存了，此时需要进行相应的页表调度和页表交换操作。
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