内存管理
内存管理的核心是虚拟内存：给每个进程一个独立的地址空间，物理内存由内核统一分配。面试主线：为什么虚拟、怎么转换、缺页怎么办。
虚拟内存
虚拟内存: 每进程独立地址空间, 映射到物理内存
虚拟内存解决三个问题：
| 问题 | 解法 |
|---|---|
| 隔离 | 每进程独立地址空间，互不可见 |
| 连续性问题 | 虚拟连续，物理可离散（分页） |
| 内存不足 | 按需加载 + 换出（见页面置换篇） |
进程看到的地址是虚拟的：代码里的指针是虚拟地址，访问时经页表转成物理地址。
分页与地址转换
- 页（page）：虚拟内存固定大小单元（Linux 4KB），页框（frame）：物理内存同大小单元
- 页表：虚拟页号 → 物理页框号的映射表
- 转换流程：虚拟地址 = 页号 + 偏移 → 查页表拿页框号 → 物理地址 = 页框号 + 偏移
TLB（快表）：页表在内存里，每次访问都要查表太慢。TLB 是页表项的缓存（CPU 硬件），命中免查内存。上下文切换要刷 TLB（这就是进程切换比线程切换贵的另一个原因）。
缺页中断
访问的页不在内存（页表项无效）→ 缺页中断：
- 检查地址合法性和权限（非法 → 段错误）
- 找空闲页框；没有就换出某页（见页面置换篇）
- 从磁盘读页进内存，更新页表
- 重新执行触发缺页的指令
页错误（page fault）是常态：程序启动、mmap 文件、堆增长都触发。性能优化方向是减少缺页（局部性好）。
分段与段页式
- 分段：按逻辑（代码/数据/栈）分，段大小可变，有保护和共享语义
- 分页：固定大小，无逻辑语义，管理简单
- 现代系统：段页式（分段提供保护视图，分页负责映射）或纯分页（Linux 用分页 + 权限位）
面试追问
- 虚拟内存解决什么？ 隔离、连续映射、容量扩展（换出）。进程看到的是假地址
- 页表是干什么的？ 虚拟页号到物理页框的映射。TLB 缓存页表项加速
- 缺页中断流程？ 查合法性 → 找页框（不够换出）→ 磁盘读入 → 更新页表 → 重执行
- 为什么进程切换比线程切换贵？ 换地址空间：页表切换 + TLB 失效（后续访问全 miss）
- 分段和分页的区别？ 分段按逻辑可变大小（有共享保护语义），分页固定大小（管理简单）。现代用分页加权限位