进程的地址空间

进程的地址空间本质是一个数据结构

一个进程包含的有代码和数据，以及操作系统所维护的相关数据结构，PCB模块，mm_struct，页表，MMU等

可以从下图中深入的理解进程的地址空间

首先说明一句话的，每个进程都认为自己是独享内存资源的！！！

每个进程都有自己的地址空间，也是虚拟的地址，认为自己是独享内存资源的，也就是内存有多大，它的虚拟空间就有多大，但是实际上的空间是由物理内存也就是真正的内存决定的，其中通过页表和MMU两个共同作用将虚拟地址和物理内存建立映射关系，从而存储数据。

为什么要引入地址空间呢？

1、通过添加一个软件层，完成有效的对进程操作内存进行权限管理，目的是为了保护物理内存和每个进程之间的数据，保证了每个进程都是独立的。

也就是说，每个进程不能直接的去访问物理内存，这样做有可能会导致进程访问到不属于他的空间，容易出现内存泄漏，不容易被管理。添加地址空间之后，进程需要通过页面访问对应的物理空间，不会出现越界的情况。而且操作系统可以通过权限的设置，来保护数据，看是否给你执行这个进程

2、将内存申请和内存使用的概念在时间上划分清楚，通过虚拟地址来屏蔽底层的内存申请过程，达到进程读写内存和OS操作系统进行内存管理操作，进行软件上面的分离。

也就是说，写一个程序的时候，需要申请空间，虚拟的地址空间已经开辟好了，然后等真正使用的时候会从物理空间上进行操作， 基于缺页中断进行物理内存申请

3、站在CPU和应用层的角度来看，进程可以统一的使用4GB的空间，而且由于每个空间的相对位置是比较确定的，管理起来是很方便的。

也就是说，CPU每次可以找main函数的在虚拟地址空间上是确定的，然后通过页表的映射去找到代码的位置，统一的形式比零散起来管理更加方便。