进程的虚拟地址空间

进程的虚拟地址空间

每个进程都被赋予它自己的虚拟地址空间。对于3 2位进程来说，这个地址空间是4 G B，因为3 2位指针可以拥有从0 x 0 0 0 0 0 0 0 0至0 x F F F F F F F F之间的任何一个值。这使得一个指针能够拥有4 294 967 296个值中的一个值，它覆盖了一个进程的4 G B虚拟空间的范围。对于6 4位进程来说，这个地址空间是1 6 E B（1 01 8字节），因为6 4位指针可以拥有从0 x 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0至0 x F F F F F F F F F F F F F F F F之间的任何值。这使得一个指针可以拥有18 446 744 073 709 551 616个值中的一个值，它覆盖了一个进程的1 6 E B虚拟空间的范围。这是相当大的一个范围。

由于每个进程可以接收它自己的私有的地址空间，因此当进程中的一个线程正在运行时，该线程可以访问只属于它的进程的内存。属于所有其他进程的内存则隐藏着，并且不能被正在运行的线程访问。

注意在Windows 2000中，属于操作系统本身的内存也是隐藏的，正在运行的线程无法访问。这意味着线程常常不能访问操作系统的数据。Windows 98中，属于操作系统的内存是不隐藏的，正在运行的线程可以访问。因此，正在运行的线程常常可以访问操作系统的数据，也可以破坏操作系统（从而有可能导致操作系统崩溃）。在Windows 98中，一个进程的线程不可能访问属于另一个进程的内存。

前面说过，每个进程有它自己的私有地址空间。进程A可能有一个存放在它的地址空间中的数据结构，地址是0 x 1 2 3 4 5 6 7 8，而进程B则有一个完全不同的数据结构存放在它的地址空间中，地址是0 x 1 2 3 4 5 6 7 8。当进程A中运行的线程访问地址为0 x 1 2 3 4 5 6 7 8的内存时，这些线程访问的是进程A的数据结构。当进程B中运行的线程访问地址为0 x 1 2 3 4 5 6 7 8的内存时，这些线程访问的是进程B的数据结构。进程A中运行的线程不能访问进程B的地址空间中的数据结构。反之亦然。

当你因为拥有如此大的地址空间可以用于应用程序而兴高采烈之前，记住，这是个虚拟地址空间，不是物理地址空间。该地址空间只是内存地址的一个范围。在你能够成功地访问数据而不会出现违规访问之前，必须赋予物理存储器，或者将物理存储器映射到各个部分的地址空间。本章后面将要具体介绍这是如何操作的。

虚拟地址空间如何分区

每个进程的虚拟地址空间都要划分成各个分区。地址空间的分区是根据操作系统的基本实现方法来进行的。不同的Wi n d o w s内核，其分区也略有不同。表 1显示了每种平台是如何对进程的地址空间进行分区的。

表1 进程的地址空间如何分区

分区	32位Windows 2000(x86和Alpha处理器)	32位Windows 2000(x86w/3GB用户方式)	64位Windows 2000(Alpha和IA-64处理器)	Windows 98
N U L L指针分配的分区	0 x 0 0 0 0 0 0 0 0 0 x 0 0 0 0 F F F F	0 x 0 0 0 0 0 0 0 0 0 x 0 0 0 0 F F F F	0x00000000 00000000 0x00000000 0000FFFF	0 x 0 0 0 0 0 0 0 0 0 x 0 0 0 0 0 F F F
DOS/16位Windows应用程序兼容分区	无	无	无	0 x 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 x 0 0 3 F F F F F
用户方式	0 x 0 0 0 1 0 0 0 0 0 x 7 F F E F F F F	0 x 0 0 0 1 0 0 0 0 0 x B F F E F F F F F	0x00000000 00010000 0x000003FF FFFEFFFF	0 x 0 0 4 0 0 0 0 0 0 x 7 F F F F F F F
64-KB	0 x 7 F F F 0 0 0 0	0 x B F F F 0 0 0 0	0 x 0 0 0 0 0 3 F F F F F F 0 0 0 0	无
禁止进入	0 x 7 F F F F F F F	0 x B F F F F F F F	0 x 0 0 0 0 0 3 F F F F F F F F F F	无
共享内存映射	无	无	无	0 x 8 0 0 0 0 0 0 0
文件(MMF)内核方式	0 x 8 0 0 0 0 0 0 0 0 0 x F F F F F F F F	0 x C 0 0 0 0 0 0 0 0 x F F F F F F F F	0x00000400 00000000 0xFFFFFFFFF FFFFFFF	0 x B F F F F F F F 0 x C 0 0 0 0 0 0 0 0 x F F F F F F F F

3 2位Windows 2000的内核与6 4位Windows 2000的内核拥有大体相同的分区，差别在于分区的大小和位置有所不同。另一方面，可以看到Windows 98下的分区有着很大的不同。下面让我们看一下系统是如何使用每一个分区的。