① linux 虚拟地址，到底怎么理解
不是仅仅 Linux 是这么设计的，整个现代流行的操作系统都是这么设计的。
应用程序被读入内存后，为了保证系统的统一性，所有的程序都有同样的一套寻址规范。这个寻址就是虚拟地址。这个虚拟地址是系统提供转换的，不是程序的工作。
如果系统不提供这个功能，那么应用程序就需要自己去寻找没有被使用的内存，以及还要自己去处理内存容量的问题，而且如果程序调用外部的一些函数库，这些函数库也需要分配内存，这会导致应用程序的设计难度非常大，每个应用程序实际上就是一个操作系统了。多个程序共同运行导致内存使用混乱也很容易出现。
应用程序申请内存，使用的是操作系统的内存分配功能。这样操作系统可以根据实际情况给应用程序内存，程序不需要考虑因为内存位置不同而必须不同编写的难度。而且操作系统还可以提供虚拟内存等等各种方式来扩充内存，这样的内存对于应用程序来说是不需要考虑的，一切都有系统打理。
使用虚拟地址后，对于应用程序来说，他的内存使用不需要考虑其他的程序占用，也不需要考虑内存容量的问题，也不需要考虑内存块位置，函数库的调用也都扔给操作系统打理。这使得应用程序不需要考虑具体如何管理内存，只需要考虑作为应用程序的应用部分。
而且，因为内存是虚拟的，应用程序一些函数调用，操作系统可以把多个应用程序的调用都用同一套数据来处理，这样，既可以节约内存使用（就是启动100个应用程序，也只需要内存里有一套函数库而已），也可以做到外部函数库和应用程序没有直接关联，纯粹是由系统做虚拟地址过渡。
至于为什么 4G ，这是传统+一些兼容的考虑。
以前没有这个技术时，每个程序都可以完全使用整个系统，整个空间是连续的。到了这种虚拟地址的方式后，每个程序还是有自己“独立”的一整套内存地址。但每个程序内存使用量肯定不一样。那么多少内存空间才完全够用呢？当时因为正好使用了 32 位系统。那么就把整个 32 位环境支持的 4G 内存容量作为这个极限。
不过因为内存地址是虚拟的。实际应用程序要用内存，是需要先申请的，所以只有程序申请后，真实内存才会被占用。这个 4G 只是在算法上作为极限。
不过因为 4G 也是硬件极限。所以 4G 以外的地址都是不能使用的，这就导致另一个问题，一些硬件有存储器，有些硬件需要存储空间做交互（比如 PCI ，比如各种硬件，比如 AGP 显卡）。这些存储区域怎么处理？
所以，Windows Vista 的 32 位版在 4G 内存的机器上曾经报出只有 3.5G （有的机器甚至只有 3.25G 可以用）。就是这个问题的解决办法导致的：把硬件的内存用虚拟地址的方式，放到虚拟地址的最后面。这样应用程序调用硬件存储时，可以直接按照内存的方式读写。这样应用程序就很好的统一了存储界面：只有 4G 的内存范围，不存在其他方式的存储调用方式（硬盘需要用读写功能读取到内存后才能处理，而不是直接进行处理）。这样应用程序的开发就很简单，而且整个内存的使用每个程序都一样。不存在各种硬件的原因而不同导致的需要重新设计内存管理算法。操作系统也能根据实际应用程序的需要随时分配数据，也可以根据每个程序的运行情况，区别的提供物理内存或者虚拟的内存。
这么设计最大的一个好处是，硬件环境和应用程序是无关的，中间由操作系统做转换。而且应用程序互相之间也没有影响，就好象整个内存都由他自己一个程序使用一样。
PS：说了半天，我发现我自己也说不清楚其中的缘由……
② “线性地址，逻辑地址，虚拟地址，物理地址”分别是什么意思
逻辑地址（Logical Address） 是指由程式产生的和段相关的偏移地址部分。例如，你在进行C语言指针编程中，能读取指针变量本身值(&操作)，实际上这个值就是逻辑地址，他是相对于你当前进程数据段的地址，不和绝对物理地址相干。只有在Intel实模式下，逻辑地址才和物理地址相等（因为实模式没有分段或分页机制,Cpu不进行自动地址转换）；
逻辑也就是在Intel保护模式下程式执行代码段限长内的偏移地址（假定代码段、数据段如果完全相同）。应用程式员仅需和逻辑地址打交道，而分段和分页机制对你来说是完全透明的，仅由系统编程人员涉及。应用程式员虽然自己能直接操作内存，那也只能在操作系统给你分配的内存段操作。
③ Linux 的虚拟内存管理有几个关键概念
Linux 的虚拟内存管理有几个关键概念：
1、每个进程都有独立的虚拟地址版空间，进程访问权的虚拟地址并不是真正的物理地址；
2、虚拟地址可通过每个进程上的页表(在每个进程的内核虚拟地址空间)与物理地址进行映射，获得真正物理地址；
3、如果虚拟地址对应物理地址不在物理内存中，则产生缺页中断，真正分配物理地址，同时更新进程的页表；如果此时物理内存已耗尽，则根据内存替换算法淘汰部分页面至物理磁盘中。
④ linux内存虚拟化（内存地址转换）
Linux内存虚拟化的核心在于内存地址转换，它在操作系统复杂的内存管理中发挥关键作用。虚拟内存不仅扩展了进程可用的”内存空间“，还为每个进程提供了私有的、隔离的地址空间。在虚拟机环境中，对虚拟内存的处理涉及到虚拟化技术，区别于操作系统自身的内存管理。
Linux中的地址转换通常涉及虚拟地址通过MMU（内存管理单元）和页表映射为物理地址。MMU是处理器中的硬件组件，由TLB（快表）和table walk unit组成。TLB作为页表的高速缓存，能快速查找虚拟地址与物理地址的对应关系，显著提高寻址性能。table walk unit则负责根据页表信息进行多次物理内存访问，实现地址转换。
页表是进程独有的，存储在主存中。访问页表耗时，因此设计了TLB进行加速。当TLB未命中时，需通过table walk unit在软件层面查找页表，这是CISC架构处理器的处理方式。相反，RISC架构如Alpha则采用软件TLB miss handling，灵活性更高。对于虚拟机中的地址转换，如运行在虚拟机上的Linux，需要经过VMM的两次转换，与传统IA32架构一次转换有所不同。
为了支持虚拟地址的两次转换，软件层面引入了影子页表。然而，这种纯软件方法的开销较大，为此，硬件辅助的内存虚拟化技术如Intel的EPT和AMD的NPT应运而生，它们能直接支持GPA到HPA的转换。EPT/NPT MMU通过查找gPT和nPT页表，实现了内存虚拟化的高效处理，减少了内存开销和CPU负担。
优化EPT/NPT MMU时，关键在于增大TLB容量、减少页表级别，以减少内存访问次数。总的来说，虚拟内存地址转换的核心机制与虚拟内存本身紧密相关，理解和掌握这一过程对于深入理解操作系统内存管理至关重要。