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地址空间
早期的操作系统进程数量很少，为内存管理设计的机制和策略比较少，之后多进程和分时系统的需求越来越高涨，如何在有限的内存上让几百上千的进程互相不干扰的运行，同时保持高效，成为了亟待解决的问题，解决这一问题的一系列技术就是内存的虚拟化技术。
内存虚拟化的第一个关键概念是地址空间（address space） ，简单来说它就是内存这一概念在操作系统中的虚拟化。进程的地址空间（内存）中包含运行程序的所有内存状态，总结一下的话，就是代码、堆栈和堆（code、stack、heap）
以一个单线程的进程为例，操作系统为其分配的地址空间中包含了：
- 代码，也就是由代码编译而来形成的一条条指令；
- 堆栈，包含跟踪函数调用链的堆栈、参数、临时变量、返回值；
- 堆，由指令申请的空间，包含数据和主动分配的空间如malloc、new等
对于程序来说，这一块地址空间中的内存就是它可以调用的所有内存，从地址0开始，一直可以索引到最后。但实际上，真实的内存调用过程是：在一些重要硬件的帮助下，操作系统获取每个进程的内存引用（索引），并将它们映射到实际的物理地址上。
通过这项技术，操作系统给每一个用户进程都提供了一个大的（后面会说具体有多大）、稀疏的、私有的地址空间的错觉，这一技术是世界上所有现代计算机的基础。
为了达到现代操作系统的性能要求，虚拟化内存技术有三大目标
- 透明性：进程不应该知道内存是虚拟的，相反，要像真的有那么多内存一样让进程自由分配
- 高效率：虚拟化内存应该要快，不能让程序运行的更慢，应该要实现简单，不需要为支持虚拟化而使用太多内存
- 保护：进程之间、进程与操作系统之间的内存应当收到保护，不能相互覆盖
要实现这些目标，我们将会用到的方法有三个方面，必要的硬件支持、大量的低级机制、一些关键(高级)方法，这些都是之后需要了解的内容
在Linux中，我们可以使用free命令来查看内存的使用情况，free命令产生内存使用表，利用man(manual操作面板)命令来查看free的使用描述和表头含义
实例
因为这一技术过于重要，我们用一个例子来帮助理解地址空间这一概念。
用过C语言的人都知道，我们经常能够看到一串串很长的十六进制码，那其实就是当前程序在运行时在它的地址空间中的一个虚拟地址，作为（非内核开发的）程序员，我们不管用任何语言能够看到的地址都是虚拟地址，只有操作系统才知道这些虚拟地址实际指向的物理地址
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(int argc, char *argv[]) {
printf("location of code : %p\n", main);
printf("location of heap : %p\n", malloc(100e6)); int x = 3;
printf("location of stack: %p\n", &x); return x;
}
上面这个程序能够打印出main()例程的位置(代码所在的位置)，malloc()返回的堆分配值的值，以及一个整数在堆栈上的位置。打印结果如下
location of code : 0x1095afe50
location of heap : 0x1096008c0
location of stack: 0x7fff691aea64
可以看到代码首先在地址空间的上段，堆(heap)也是，而堆栈(stack)一直在这个巨大的地址空间（32位OS会给一个进程4GB的地址空间）
