LINUX进程地址空间

目录

1.虚拟地址

2.页表 

3.总结

4.拓展知识细节

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引言：想必大家在学习c语言的时候都看到过，这样的一张图片，再c语言的学习时候呢，我们都知道局部变量是存在栈区的，动态开辟的内存是存在堆区的，常量字符串是存在字符常量区的等等，但是这样图你是否是真的了解了呢，我们动态开辟的内存是不是真的就在内存中开辟一块的空间呢？

1.虚拟地址

这段代码，我们用fork创建了一个子进程，父进程和子进程会同时执行printf

#include
#include

int main()
{
    pid_t pid = fork();
    printf("pid:%d path:%p\n",pid,&pid);
    return 0;
}

执行结果

我们神奇的发现，pid一个变量竟然有两个值，而且这两货的地址还是相同的，由这个现象可以得出2个结论

（1）变量的内容不同，所以这两个pid绝对不是一个pid。

  (2)   地址不同，这个地址绝对不是内存中真实的地址。

解释：（1）在linux下这种地址叫做虚拟地址

             (2)  c/c++中的地址一概是虚拟地址，真实的物理地址是由操作系统统一管理，用户看不到，这也是一种对操作系统的保护。

2.页表 

简单理解：页表可以分为两块，左边存储着虚拟地址，右边存着物理地址，页表把虚拟的地址经过映射，映射到物理地址。

虚拟地址------>映射关系------>物理地址

3.总结

有了上面的知识储备，我们也就能解释，为什么一个变量有两个值，地址是相同的问题。

虽然这两变量的虚拟地址是相同的，但是别忘了，映射关系可以不同，修改一下映射关系，子进程pid地址就可以映射到物理地址的其他位置。

下图可以非常清楚的表示

4.拓展知识细节

1.在地址空间，栈和堆的大小，其实是由个整形变量维护的，就像画了两条线，这两条线之间就是堆或者栈的大小。

2.当在虚拟地址空间动态开辟内存时，不会直接为其分配物理内存，使用时会引发缺页中断，这个时候操作系统介入，为其分配物理内存。

3.fork()创建子进程，首先会以父进程为模板，创建task_struct，然后指向父进程的地址空间，当子进程要对变量修改时会发生写时拷贝。

4.fork()之后代码子进程和父进程共享

5.虚拟地址到物理地址的转换，是cpu中一个叫MMU的寄存器做的