每个process都有private的address space（地址空间）。
process的address space彼此隔离。
address space可以比physical memory更大，通过page table处理这种情况。
page table需要硬件实现。
通常由MMU进行地址转换，将address space的virtual address（虚拟地址）转换成physical address（物理地址）。
通常page table也保存在内存中。
所以CPU有一些特殊的寄存器记录了page table的地址。
在RSIC-V处理器中，会有一个SATP寄存器保存page table的地址。
进行转换时，CPU会将此寄存器的值，发送给MMU。
MMU本身并不存储page table和page table的指针。
当OS切换process时，也会用新的page table地址替换SATP寄存器的旧值。
NOTE:OS切换procees（page table）时还需要清除TLB，也要清除L1 Cache（该cache使用virtual address进行索引）。
只有在kernel mode下才能更新SATP寄存器。
Virtual Address通常分为三部分：
- EXT - 被硬件忽略。
- Index - Index是该page在page table中的index。
- Offset - Offset是页偏移，表示实际使用的是哪个byte。
void *physical_address = page_table[virtual_address.index].address + virtual_address.offset; page table中的每一项（Page Table Entry，PTE）通常包含：
- PPN（physical page number） - 物理内存的页号。
- Flags - 这个页的标志。
RSIC-V PTE结构如下：
PTE包含很多权限Flags：
- Vaild - 长度
1 bit，为1代表该PTE有效。 - Readable - 长度
1 bit，为1代表所引用的page可读。 - Writable - 长度
1 bit，为1代表所引用的page可写。 - Executable - 长度
1 bit，为1代表所引用的page可执行。 - User - 长度
1 bit，为1代表所引用的page可以被运行在user space的process访问。 - Global - 长度
1 bit，为1代表所引用的page。 - RSW - 长度
2 bits，Resevered for supervisor software，为kernel预留。
另一些Flags用于支持swap（通常是Clock替换算法）：
- Accessed - 长度
1 bit，为1代表所引用的page刚刚被访问过。 - Dirty - 长度
1 bit，为1代表所引用的page是dirty page（脏页）。
NOTE:Clock是一种模拟LRU算法。
实际上，大多数page table都是多级页表。
index会被分成几个部分。
例如RISC-V使用3级页表的设置，将index分成了L1、L2、L3三个等级。
每个等级称为一个页目录（Page Directory）。
L1是第一级页目录的索引，L2是第二级页目录的索引，第一、二级页目录记录了下一级页目录的地址表。
L3是第三级页目录的索引，第三级页目录记录了虚拟地址到物理地址的映射。
同样，多级页表也是由硬件实现的。
SATP只记录指向最高级页目录的指针，然后我们使用index将虚拟地址转换成物理地址。
使用多级页表的优势：如果页表的大多数PTE是无效的，那么你无需为此分配空间（代价是每一次内存地址转换需要进行三次内存读写，这使得转换操作变得昂贵）。
所有的Page Driectory总是常驻内存，所以SATP总是存储物理地址。
NOTE:我们不能让page directory存储virtual address，否则会陷入无限循环。
每一个Page Directory必须存储在按page对齐的memory中，因为我们通过PPN索引page directory，这不允许offset。
为了解决转换操作过于缓慢的问题，CPU使用TLB（translation look-side buffer）来缓存转换的结果。
TLB是PTE的缓存，它使用与CPU高速缓存同样的昂贵部件（SRAM），TLB硬件在CPU Core中。
在RISC-V中清除TLB的指令是sfence_vma。
同时OS也需要使用软件完成地址转换工作，因为我们需要在kernel访问user space process的内存。
如果一个地址不能被翻译，那么MMU将产生一个Page Fault（页错误）。
同时OS将介入，完成一些操作。
硬件（主板）决定了虚拟内存（Virtual Memory）的布局（因为主板决定了对该地址的读写应该进入DRAM还是I/O设备）。
RISC-V决定了，kernel从0x80000000处加载。
同时以0x80000000为分界线，低于0x80000000则代表不同的I/O设备，而不是物理内存。
通常处理器的手册会说明不同的地址映射到哪个I/O设备。
常见I/O设备：
- boot ROM - 主板通电后第一段要执行的不可改变（ROM）的代码，当boot ROM执行完成后，跳转到特定地址（
RISC-V中为0x80000000）。 - PLIC（Platform-Level Interrupt Controller） - 中断控制器，负责将中断路由到合适的处理函数。
- CLINT（Core Local Interruptor） - Core本地中断控制器，负责将中断路由到合适的处理函数。
- UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter） - 通用异步收发器，负责Console与显示器交互 。
- VARTIO disk - 负责与磁盘交互。
Guard Page没有任何映射，它的PTE valid始终为0，仅仅用于触发Page Fault（当对Kernel Stack的访问引发越界时），这样OS可以介入并处理Panic。