2.3.2 内存管理

虚拟内存使你的系统看起来好像它有比物理内存更多的内存。事实上，每个进程都有很多（虚拟）内存。它是这样工作的：物理内存和虚拟内存都被划分为固定长度的块，我们称为页面。

图2-3显示了两个进程的虚拟地址空间，每个进程都有自己的页表。这些页表将进程的虚拟页映射到主内存（又名R A M）中的物理页面。

图2-3：虚拟内存管理概览

多个虚拟页可以通过各自的进程级页表指向同一个物理页。在某种意义上，这就是内存管理的核心：有效地为每个进程提供其页面实际存在于RAM中的假象，同时优化地使用现有空间。

每次CPU访问进程的虚拟页面时，原则上CPU必须将进程使用的虚拟地址转换为相应的物理地址。为了加快这一过程（可能是多层的，因此很慢），现代CPU架构支持一种称为转换后援缓冲器（TLB）的片上查找（https://oreil.ly/y3xy0）。TLB实际上是一个小缓存，在发生错误时，它会导致CPU通过进程页表计算页面的物理地址并更新TLB。

传统上，Linux的默认页面大小为4KB，但从内核v2.6.3开始，它支持大页面（https://oreil.ly/7rqLO），以更好地支持现代架构和工作负载。例如，64位Linux允许每个进程使用最多128TB的虚拟地址空间（虚拟是理论上可寻址的内存地址数量），总共大约64TB的物理内存（物理是你机器中的RAM数量）。

好的，这是很多理论信息。让我们从更实际的角度来看一下。一个非常有用的工具是/proc/meminfo接口，它可以计算出内存相关的信息，比如有多少内存可用：

❶列出物理内存（RAM）的详细信息，这里是4GB。

❷列出虚拟内存的详细信息，这比34TB多一点。

❸列出大页面信息，显然这里的页面大小是2MB。

接下来，我们继续讨论下一个内核功能：网络。