操作系统的内存管理，主要分为三个方面。
- 第一，物理内存的管理，相当于会议室管理员管理会议室。
- 第二，虚拟地址的管理，也即在项目组的视角，会议室的虚拟地址应该如何组织。
- 第三，虚拟地址和物理地址如何映射，也即会议室管理员如果管理映射表。
为什么Linux需要虚拟内存？
虚拟内存是操作系统物理内存和进程之间的中间层，它为进程隐藏了物理内存这一概念，为进程提供了更加简洁和易用的接口以及更加复杂的功能。
- 虚拟内存可以利用磁盘起到缓存的作用，提高进程访问指定内存的速度；
- 虚拟内存可以为进程提供独立的内存空间，简化程序的链接、加载过程并通过动态库共享内存；
- 虚拟内存可以控制进程对物理内存的访问，隔离不同进程的访问权限，提高系统的安全性；
虚拟空间一切二，一部分用来放内核的东西，称为内核空间，一部分用来放进程的东西，称为用户空间。
什么是分页？为什么要分页？
对于物理内存，操作系统把它分成一块一块大小相同的页，这样更方便管理，例如有的内存页面长时间不用了，可以暂时写到硬盘上，称为换出。一旦需要的时候，再加载进来，叫作换入。这样可以扩大可用物理内存的大小，提高物理内存的利用率。
虚拟地址分为两部分，页号和页内偏移。页号作为页表的索引，页表包含物理页每页所在物理内存的基地址。这个基地址与页内偏移的组合就形成了物理内存地址。
其实Linux倾向于另外一种从虚拟地址到物理地址的转换方式，称为分页（Paging）。
总结
一个内存管理系统至少应该做三件事情：
- 第一，虚拟内存空间的管理，每个进程看到的是独立的、互不干扰的虚拟地址空间；
- 第二，物理内存的管理，物理内存地址只有内存管理模块能够使用；
- 第三，内存映射，需要将虚拟内存和物理内存映射、关联起来。
我们可以把内存管理系统精细化为下面三件事情：
- 第一，虚拟内存空间的管理，将虚拟内存分成大小相等的页；
- 第二，物理内存的管理，将物理内存分成大小相等的页；
- 第三，内存映射，将虚拟内存也和物理内存也映射起来，并且在内存紧张的时候可以换出到硬盘中。
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