Linux. Virtual memory

Любой запущенный процесс получает собственный выделенный участок памяти. Но этот участок не отображается на доступные физические адреса, а использует виртуальное адресное пространство, которое является дополнительным слоем абстракции между процессом и физической памятью. Для сопоставления адресов между виртуальной и физической памятью используются специальные структуры - таблицы страниц.

Что это дает? Во-первых, изоляцию процессов друг от друга, каждый из них работает в собственном виртуальном адресном пространстве и не имеет доступа к памяти других процессов. Во-вторых, позволяет системе гибко управлять физической памятью, например, для неактивного процесса часть страниц может быть перенесено из оперативной памяти в пространства подкачки, но это никак не повлияет на работу самого процесса, его адресное пространство не изменится, поменяется лишь трансляция в таблице страниц. И, наконец, это позволяет экономить физическую память, так если несколько процессов используют одни и те же данные, то система может транслировать адреса виртуальных пространств на один и тот же участок физической памяти.

Таким образом размер виртуальной памяти в системе теоретически ничем не ограничен и общий ее объем может существенно превышать имеющуюся в наличии физическую память. И в этом нет ничего плохого, например, мы запустили несколько графических приложений, для работы которым требуются библиотеки Qt или GTK, но нужно ли каждый раз загружать их в память? Нет, достаточно сделать это один раз, а затем просто транслировать адреса виртуальной памяти процессов на одни и те же участки физической памяти. Но при этом каждый процесс будет думать, что у него загружена собственная копия библиотек.