Linux--程序地址空间
一、程序地址空间回顾
我们在讲C语言的时候，老师给大家画过这样的空间布局图
下图是内存吗？答案不是，它是进程/虚拟地址空间。
可是我们对他并不理解！
来段代码感受一下
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
int g_val = 0;
int main()
{
pid_t id = fork();
if(id < 0){
perror("fork");
return 0;
}
else if(id == 0){ //child
printf("child[%d]: %d : %p\n", getpid(), g_val, &g_val);
}
else{ //parent
printf("parent[%d]: %d : %p\n", getpid(), g_val, &g_val);
}
sleep(1);
return 0;
}
输出
我们发现，输出出来的变量值和地址是一模一样的，很好理解呀，因为子进程按照父进程为模版，父子并没有对变量进行进行任何修改。可是将代码稍加改动：
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
int g_val = 0;
int main()
{
pid_t id = fork();
if(id < 0){
perror("fork");
return 0;
}
else if(id == 0){ //child,子进程肯定先跑完，也就是子进程先修改，完成之后，父进程再读取
g_val=100;
printf("child[%d]: %d : %p\n", getpid(), g_val, &g_val);
}else{ //parent
sleep(3);
printf("parent[%d]: %d : %p\n", getpid(), g_val, &g_val);
}
sleep(1);
return 0;
}
输出
我们发现，父子进程，输出地址是一致的，但是变量内容不一样！能得出如下结论:
- 变量内容不一样,所以父子进程输出的变量绝对不是同一个变量
- 但地址值是一样的，说明，该地址绝对不是物理地址！
- 在Linux地址下，这种地址叫做 虚拟地址
- 我们在用C/C++语言所看到的地址，全部都是虚拟地址！物理地址，用户一概看不到，由OS统一管理。
OS必须负责将 虚拟地址 转化成 物理地址 。
二、进程地址空间
所以之前说‘程序的地址空间’是不准确的，准确的应该说成 进程地址空间 ，那该如何理解呢？看图：
虚拟地址空间：
说明：
上面的图就足矣说名问题，同一个变量，地址相同，其实是虚拟地址相同，内容不同其实是被映射到了不同的物理地址！
三、为什么要存在进程地址空间
- 让进程以统一的视角看待内存，所以任意一个进程，可以通过地址空间+页面也可以将乱序的内存数据，变得有序，分门别类的规划好。
- 可以安全检查。
- 将进程管理和内存管理解耦。
- 通过页表，让进程映射到不同的物理内存，从而实现进程的鼓励性。