进程地址空间详解
文章目录
- 空间布局图
- 首先有一个问题，我们曾经学过的程序地址空间是内存吗？？？
- 为什么fork()会返回两个值
- 先来看一下一个代码的现象
- 在这里插入图片描述
- 在C/C++中我们看到的地址是物理地址吗？
- 为什么操作系统不让我直接看到物理内存呢？
- 什么是进程地址空间
- 理解进程地址空间
空间布局图
首先有一个问题，我们曾经学过的程序地址空间是内存吗？？？
答案是
它不是内存！！！
程序地址空间的说法都不太准确，应该叫做进程地址空间！
所以对于进程地址空间是属于操作系统的概念！我们当时学C语言的时候对这部分只是有了一个浅浅的认识，方便我们的理解！
其实程序地址空间其实叫做进程地址空间，而进程是操作系统上的概念。因此，进程地址空间分为如上图所示的几个部分:
栈区（stack）： 在执行函数时，函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建，函数执行结束时这 >些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集中，效率很高，但是分配的内存容量有限。 栈区主要存放运行函数而分配的局部变量、函数参数、返回数据、返回地址等。
堆区（heap）： 一般由程序员分配释放， 若程序员不释放，程序结束时可能由 OS 回收 。分配方式类似于链表。
数据段（静态区） （ static ） ：存放全局变量、静态数据。程序结束后由系统释放。
代码段： 存放函数体（类成员函数和全局函数）的二进制代码。
为什么fork()会返回两个值
#include
#include using namespace std;
int main()
{int global = 100;pid_t id = fork();if (id == 0){// childcout<<"id地址"<<&id<//fathercout<<"id地址"<<&id< 在调用fork创建子进程，返回时发生写实拷贝
每一个进程都有一个自己的地址空间
对于这个写实拷贝的个人理解就是，一班和二班都有一个叫小明的人，但是他俩不是一个人(因为班级不同)，对应到进程地址空间里就是 虚拟地址一样但是对应的物理地址却不同(因为页表不同)
先来看一下一个代码的现象
#include
#include using namespace std;
int main()
{int global = 100;pid_t id = fork();if (id == 0){// childglobal = 200;cout << "我是子进程pid:" << getpid() << " 我要改global,global:" << global<< " global地址:" << &global << endl;}else{//fathercout << "我是父进程pid:" << getpid()<< " 我的儿子是:" << id << " global:" << global<< " global地址:" << &global << endl;}return 0;
}
在C/C++中我们看到的地址是物理地址吗？
我们可以得出一个结论：我们在C/C++中使用的地址，
绝对不可能是物理地址！！！
因为如果是物理地址，上图的情况是不可能产生的！！！
为什么操作系统不让我直接看到物理内存呢？
内存就是一个硬件，不能阻拦访问你访问！只能被动地进行读取和写入！
因此如果我们能够直接访问甚至修改物理内存，将会造成不可预料的后果，因此为了安全起见，操作系统不会让我们直接访问物理内存。
并且运用虚拟地址可以方便转换需要访问的物理地址，提高程序运行效率
什么是进程地址空间
每一个进程在启动的时候，都会让操作系统给它创建一个地址空间，该进程地址空间就是进程地址空间
每一个进程都会有一个自己的进程地址空间！！
那么操作系统要不要管理这些进程地址空间呢？
那么怎么去管理呢？
进程地址空间，其实是内核的一个数据结构，操作系统肯定会先描述在组织这些数据结构，mm_struct
理解进程地址空间
所以我们验证说程序地址空间是不准确的，准确的应该说成进程地址空间，那么我们应该怎么来理解呢？
进程地址空间在逻辑上是一个抽象的概念，我们在谈这个概念之前我们需要引入一个进程独立性。
进程独立性:多进程运行，需要独享各种资源，多进程运行期间互不干扰！
所谓的地址空间：其实就是OS通过软件的方式，给进程提供一个软件视角，认为自己会独占系统的所有资源(内存)