虛擬核心和程序地址空間
阿新 • • 發佈：2019-02-09
地址空間和記憶體
地址空間和記憶體是不同概念，地址空間是CPU所能管理記憶體的範圍，4GB地址空間不表示4GB實體記憶體。但4G大小虛擬地址空間的資料肯定會對應4G大小實體記憶體的資料。按32位Windows來說，虛擬地址空間是4GB，虛擬記憶體地址的最大值是4GB-1，並不是一開始就有4GB，而是要通過系統來“分配”之後才有的。
程序地址空間也是4GB，前2GB是使用者地址空間，是每個程序獨立的；後2GB是系統地址空間，是各個程序共享的。所謂“共享”是指這段空間屬於所有程序，而不是不屬於某個程序，在核心中同樣是要區分程序的。“程序地址空間也是4GB”，“按32位Windows來說，虛擬地址空間是4GB。
程序地址空間也是4GB，前2GB是使用者地址空間，是每個程序獨立的：
這句話可以說明程序的使用者地址空間是獨立的，但沒有體現出地址空間的大小。真正的虛擬記憶體，是由核心管理的記憶體對映表（系統分配），由多級目錄組成，而程序管理的虛表，最終指向核心管理的記憶體對映表，解釋出指向的記憶體物理區塊。（這就可以解釋不同的程序，同樣的虛址，指向不同的記憶體）系統空間是為系統預留的(不知道存放的是什麼);核心分配的資料，只有核心可直接訪問（如，驅動的對映，核心物件表等）。
虛擬記憶體與實體記憶體相對應，虛擬記憶體對映到硬碟的系統分頁檔案上，這玩意完全是由作業系統控制的。4GB是32位系統的最大地址編碼（以前叫定址空間），這是由32根地址線決定的，與 CPU的字長無關（字長表示：在同一時間中處理二進位制數的位數叫字長。字長與資料匯流排有關
理論上，如果實體記憶體足夠大，就不需要使用分頁檔案（慢），但是事實上不是這樣，這可能是由於多工的特性決定的，我們寫的程式執行時的地址其實都是虛擬的（假的程序空間，根據需要分配實體記憶體或者交換到分頁檔案），這裡說的虛擬與虛擬記憶體的概念不同，看來大家都認同：
虛擬記憶體空間和程序的虛擬地址空間是不同的，而且真正執行時程序的虛擬地址空間會對映到虛擬記憶體空間。
後2GB是系統地址空間，是各個程序共享
“所謂“共享”是指這段空間屬於每個程序”，是不是每個程序的這部分空間裡的東西都是一樣的，當切換執行緒時，虛擬地址空間的前2GB對映會根據所屬程序而變化，後2GB對映是不變的。核心分配的資料，只有核心可直接訪問（如，驅動的對映，核心物件表等）。
所用使用者程序的2GB-4GB地址空間，都無法被程序自己的使用者程式碼所訪問的。“程序實際的使用者空間”指的是程序的地址空間，是2GB的。“程式啊，資料什麼的都沒有那麼大”，因此OS只會把這些程式和資料對映到地址空間中，即Reserved和Committed的記憶體總和，是會小於或遠小於2GB的。
程序後2G的空間是在什麼時候對映的?
應該是在Windows啟動的時候，就建立好了一張所有程序共享的系統的頁表，每當程序呼叫系統API陷入核心模式後，訪問高階2GB地址時，會去查詢系統的那張共享頁表，得到實際實體記憶體地址。