1 分頁機制
早期計算機直接使用實體地址進行記憶體的使用和管理，但是硬體資源有限，而且不同的程式需要使用不同的實體地址，這樣給程式的管理和執行造成了很大的難度，而且極易造成乙個程式覆蓋其他程式的問題，使正常執行的程式出現錯誤。
針對以上問題提出了使用虛擬位址與物理位址對映的管理方式，這樣每個程式都可以使用相同的位址，但是由於每個程序使用不同的葉表，所以使用不同的物理頁，這樣就可以解決以上的問題。
下圖為linux下分頁機制的實現原理，虛擬位址經過頁面目錄和頁表的查詢，找到頁實體地址，最後將偏移量合成為實體地址。
2 分段機制
其實分頁機制已經能夠滿足虛擬記憶體管理和保護模式的要求，現在的一些構架的處理器完全不使用分段機制。段機制是x86遺留的歷史問題。
下圖為分段機制原理圖，其實現核心是乙個全域性的描述符表gdt，這個表作用很大，比如每個程序都有乙個tss段，但是當前程序如果切換到另乙個程序，一定要使用到另乙個程序的tss段，由於使用不同的葉表，肯定無法相互訪問各自的位址空間，這個時候全域性描述符表解決了這一問題，他就像是乙個共享的位址空間，這樣就能很好的相互訪問了。
3 兩個機制的結合
有了新方法，但是也不能摒棄舊的，需要新舊結合，所以需要將兩個機制相互結合。
下圖為完整的位址轉換過程圖：
4 位址空間分配
虛擬位址空間由位址匯流排位數決定，現在的計算機大多是32位的。
32位也就是4g大小，linux中將0-3g的線性位址由使用者態程式使用，3g-4g的線性位址留給核心態使用。
雖然核心態只是用1g空間，但是它管理著整個實體地址空間，linux核心將實體地址分成3個區，zone_dma（0-16m）,zone-normal（16-896m）,zone_hightmem（896m - ~）。
zone_dma區用於dma裝置的對映，dma裝置可以不通過cpu將資料傳送的記憶體，這樣cpu可以處理其他事務，從而提高系統的效率。
zone_normal區為核心使用的區域，這個區主要被核心所使用，當然在使用者態出現缺頁時，也會在此區中分配物理頁。
zone_hightmen區，其實是乙個讓我開始很困惑的去，書上說他是高階記憶體，核心使用不到它，那豈不是1g以上的記憶體條也沒用，因為核心都夠不到，怎麼將它分配給程序使用，後來才明白什麼意思。核心使用不到zone_hightmen區意思是其實體地址不能被核心所使用，但是能夠被核心所操控，控制它對映給使用者態程式。使用者態程式在缺頁時首先在zone_htightmen區尋找頁，如果找不到就需要到zone_normal去尋找了，而核心在缺頁時只能在zone_normal裡尋找。
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