第7章笔记：虚拟内存与地址空间

本章要解决的问题

沿程序真实运行路径学习虚拟内存与地址空间，始终区分抽象接口、实现状态和可观测证据。 本章七课是一条连续推理链，不是七个标题。先确定上一课输出怎样成为下一课输入，再记录对象、事件、状态和证据。

七课连接

• 虚拟页、页框与权限：关系 VA=VPN|offset；练习为为《虚拟页、页框与权限》构造一条最短可运行轨迹，逐步记录输入状态、系统动作和输出状态，并用关系 VA=VPN|offset 复算关键量；边界为不能把《虚拟页、页框与权限》在语言、ABI、ISA、微体系结构、内核或设备层的对象混成一个‘系统自动完成’，必须声明位宽、权限、时序和失败后的可见状态；连接说明：承接前一课的状态或契约；本节结果会进入《页表项与多级页表》。
• 页表项与多级页表：关系 PTE=PFN+permissions；练习为为《页表项与多级页表》构造一条最短可运行轨迹，逐步记录输入状态、系统动作和输出状态，并用关系 PTE=PFN+permissions 复算关键量；边界为不能把《页表项与多级页表》在语言、ABI、ISA、微体系结构、内核或设备层的对象混成一个‘系统自动完成’，必须声明位宽、权限、时序和失败后的可见状态；连接说明：承接前一课的状态或契约；本节结果会进入《TLB与地址翻译》。
• TLB与地址翻译：关系 TLB\ hit?PFN:walk；练习为为《TLB与地址翻译》构造一条最短可运行轨迹，逐步记录输入状态、系统动作和输出状态，并用关系 TLB\ hit?PFN:walk 复算关键量；边界为不能把《TLB与地址翻译》在语言、ABI、ISA、微体系结构、内核或设备层的对象混成一个‘系统自动完成’，必须声明位宽、权限、时序和失败后的可见状态；连接说明：承接前一课的状态或契约；本节结果会进入《缺页与按需调页》。
• 缺页与按需调页：关系 not\ present\Rightarrow fault；练习为为《缺页与按需调页》构造一条最短可运行轨迹，逐步记录输入状态、系统动作和输出状态，并用关系 not\ present\Rightarrow fault 复算关键量；边界为不能把《缺页与按需调页》在语言、ABI、ISA、微体系结构、内核或设备层的对象混成一个‘系统自动完成’，必须声明位宽、权限、时序和失败后的可见状态；连接说明：承接前一课的状态或契约；本节结果会进入《写时复制与共享页》。
• 写时复制与共享页：关系 write\ shared\Rightarrow copy；练习为为《写时复制与共享页》构造一条最短可运行轨迹，逐步记录输入状态、系统动作和输出状态，并用关系 write\ shared\Rightarrow copy 复算关键量；边界为不能把《写时复制与共享页》在语言、ABI、ISA、微体系结构、内核或设备层的对象混成一个‘系统自动完成’，必须声明位宽、权限、时序和失败后的可见状态；连接说明：承接前一课的状态或契约；本节结果会进入《内存映射与隔离》。
• 内存映射与隔离：关系 VA\ region\to object；练习为为《内存映射与隔离》构造一条最短可运行轨迹，逐步记录输入状态、系统动作和输出状态，并用关系 VA\ region\to object 复算关键量；边界为不能把《内存映射与隔离》在语言、ABI、ISA、微体系结构、内核或设备层的对象混成一个‘系统自动完成’，必须声明位宽、权限、时序和失败后的可见状态；连接说明：承接前一课的状态或契约；本节结果会进入《页表翻译实验》。
• 页表翻译实验：关系 PA=PFN\cdot page+offset；练习为为《页表翻译实验》构造一条最短可运行轨迹，逐步记录输入状态、系统动作和输出状态，并用关系 PA=PFN\cdot page+offset 复算关键量；边界为不能把《页表翻译实验》在语言、ABI、ISA、微体系结构、内核或设备层的对象混成一个‘系统自动完成’，必须声明位宽、权限、时序和失败后的可见状态；连接说明：承接前一课的状态或契约；本节结果会进入《异常、中断与陷阱》。

章内学习法

先闭卷画一条最短执行轨迹，再为每个箭头标主体和所属层；随后逐式复算，运行本章代码实验四组测试，并增加一个越界、权限、冲突、乱序或故障输入。只要实际值与模型不同，就保存首个偏差，不用后续噪声替代根因。

错题与复习

把错误归入分层混淆、位宽/单位、状态跳步、事件顺序、权限遗漏、并发交错、故障恢复或观察窗八类。一周后更换参数重做阶段卷；能向同学从现象讲到机制、公式、实验和边界，才算学会。