1.前言

本文所述关于内存管理的系列文章主要是对陈莉君老师所讲述的内存管理知识讲座的整理。

本讲座主要分三个主题展开对内存管理进行讲解：内存管理的硬件基础、虚拟地址空间的管理、物理地址空间的管理.

本文将主要以X86架构为例来介绍虚拟地址空间的管理。

 2.虚拟地址空间展示

图 进程地址空间

• 程序一旦被执行就成为一个进程，内核就会为每个运行的进程提供了大小相同的虚拟地址空间，这使得多个进程可以同时运行而又不会互相干扰
• 具体来说一个进程对某个地址的访问，绝不会干扰其他进程对同一地址的访问。
• 每个进程都拥有4GB（32位）大小的虚拟地址空间，每个进程都拥有私有的前3G空间，即“用户空间”；而后1G空间被每个进程所共享，即“内核空间”。
• 进程访问内核空间的唯一途径为系统调用。
• 在每个进程眼中，它们各自拥有4GB大小的地址空间；而在CPU眼中，任意时刻，一个CPU上只存在一个虚拟地址空间。虚拟地址空间随着进程间的切换而变化。

3.虚拟内存实现机制

图 虚拟内存实现机制

• 地址映射

可执行文件从磁盘映射到虚拟地址空间

虚拟地址空间映射到物理地址空间

• 请页

将可执行文件从磁盘调入物理内存

• 内存的分配与回收

• 缓存和刷新

• 交换机制

把内存的内容换到磁盘，把磁盘内容换到内存，需要用到文件系统

4. 进程地址空间布局图

图 进程地址空间布局图

参考文献

7.GNU的C语言，http://www.faqs.org/docs/learnc/

8.GCC参考手册

Linux内存管理4---虚拟地址空间管理