什麼是程序地址空間？

系統中每個使用者空間程序所看到的記憶體

程序地址空間有什麼特點？

• 核心允許程序使用虛擬記憶體
• 系統中所有程序之間以虛擬方式共享記憶體
• 對一個程序而言，它好像可以訪問系統中所有的實體記憶體，它擁有的地址空間可以遠大於系統實體記憶體
• 每個程序擁有32位或64位的一個獨立的連續（平坦）地址空間
• 任何有效的地址只能位於唯一的區域，這些區域不能相互重合

什麼是記憶體區域？

32位系統中一個程序可定址的地址空間為4GB，但不代表它可以訪問所有的虛擬地址空間。那些可被訪問的合法地址空間稱為記憶體區域（虛擬記憶體區域（VMA））。

記憶體區域有什麼作用？

• 通過核心，程序可以動態的增加或減少記憶體區域
• 記憶體區域對相關程序具有讀、寫、執行許可權
• 記憶體區域有權終止訪問出錯的程序

記憶體區域包含哪些記憶體物件？

• 可執行檔案程式碼的記憶體對映------程式碼段
• 可執行檔案的已初始化全域性變數的記憶體對映-----資料段
• 未初始化全域性變數的記憶體對映----bss段
• 用於程序使用者空間棧的零頁的記憶體對映
• 共享庫的資料段、程式碼段和bss段
• 任何記憶體對映檔案
• 任何共享記憶體段
• 任何匿名的記憶體對映

什麼是記憶體描述符？

記憶體描述符由mm_struct結構體表示，它包含了所有與程序地址空間有關的資訊。核心執行緒不需要訪問使用者空間的記憶體，它使用前一個程序的記憶體描述符來訪問核心。

如何描述記憶體區域？

用vm_area_struct結構體表示記憶體區域，描述指定地址空間內連續區間上的一個獨立記憶體範圍。核心將每個記憶體區域作為一個單獨的記憶體物件來管理，每個記憶體區域擁有一致性的訪問許可權和操作。

為什麼要將虛擬地址轉換為實體地址？

應用程式的操作物件是對映到實體記憶體之上的虛擬記憶體，但處理器直接操作的卻是實體記憶體，將虛擬地址轉換為實體地址後，處理器才能解析地址訪問請求。

怎樣進行地址轉換？

Linux使用三級頁表，通過查詢頁表完成地址轉換，具體來講，就是將虛擬地址分段，使每段虛擬地址都作為一個索引指向頁表，而頁表項又指向下一級頁表或最終的物理頁面。

什麼是翻譯後緩衝器（TLB）

TLB是一個將虛擬地址對映為實體地址的硬體快取，當請求訪問一個實體地址時，處理首先檢查TLB是否快取了該虛擬地址到實體地址的對映，如果快取中直接命中，實體地址立即返回，否則通過頁表搜尋需要的實體地址。