进程地址空间

首先引进一个c语言的代码

，这个代码，在c语言是可以编译通过的，但是你试试一旦运行呢，是不是直接系统就会崩溃，准确的是我们的进程崩溃了。为什么呢？

首先“abcde”这个字符串它的存储位置在哪里呢，字符串常量区，常量具有什么常性，const属性是不是，所以不可以通过地址修改。放在现在我们学习进程，权限来解释该怎么解释，对于一个进程来说，“abcef”，在什么区域，代码区———权限是只读的，所以并不可以修改

我们再看一个现象

你说这对吗，在子进程中，val的值是++的，父进程的val的值是不变的，然后就这样是一个地址？给谁谁都不信，这是怎么一回事呢？

结论是：这个地址绝对不是物理地址，这个地址是虚拟地址。

可以这么说，虚拟地址空间是Linux系统给进程绘制的一个大饼，什么意思呢？就是让每个进程都以为自己可以控制整个linux系统，其实不是，然后有一个叫做页表，它的作用是，存储虚拟地址和虚拟地址映射的物理地址，状态，权限等等。

所谓的虚拟地址空间，本质上就是一个内核数据结构对象（类似PCB）——为什么这么说呢？就是它吧进程的好多信息都存储在这个空间里，然后进行管理，这不就是先描述，再组织。

我们可以大概看一下各个区域的地址，堆区的地址是逐渐变高的，栈区的地址是逐渐变低的。

一：进程地址空间

什么是地址空间：32位机器下，32位的地址和数据总线，然后用高低电频区分0/1，利用高低电频，形成数据，可以传给CPU，所以地址空间，就是这些线形成的地址范围  0~2^32;

2.理解区域的划分

2.1小时候，我们坐同桌，有时候是不是存在一根三八线啊，然后你的桌子就被规定了范围，这个划分也和这个道理类似，再进程空间中，包含着一个结构体，里面存储着各个区域的划分，也就是开始和结束

2.2地址本身就是一个数字，可以被保存在unsigned long（4字节），空间范围内的地址，我们可以随便调用，暂时不需要记住它的地址

3 页表：

简单点说，页表就是前面是虚拟地址，后面是映射的物理内存地址，然后里面还要存储的权限，还有对于物理内存的真实状态。

这个状态标记着：是否在物理内存中开辟了区域。作用是：1.分批加载 2.挂起等操作。什么叫分批加载呢，通过进程的优先级，系统会选择优先调度，一些事加载过了，被切换出去了，另外还有没有加载的，未被加载的，先不在物理内存中开辟空间，等到轮到它的时候，在进行开辟，然后更新页表的映射的物理内存地址

4.父进程和子进程的代码和数据关系

1.首先 代码两者是共享一套代码，也就是父子通过虚拟地址，映射到同一个内存区域。虽然进程具有独立性，但是为什么代码不怕独立性误会而共用呢？ 是因为代码的权限是只读的，没有修改和写入的权限，所以公用一套也不会影响

其次，如果不修改数据的话，其实父子进程数据也会共享。如果修改的话，因为进程具有独立性，所以会先申请内存空间，拷贝修改的数据内容，再进行修改，再更新子进程的页表--映射的物理地址。虚拟地址不变，只变映射的物理内存。这个拷贝机制，是os自己完成的写时拷贝。

补充：关于遍历和地址：在形成汇编之后，其实所有的变量就是地址

   进程： 内核数据结构（PCB+mm_struct +页表）+自己的代码和数据: mm_struct结构描述了一个进程的整个虚拟地址空间

  进程的独立性：内核数据每个各一份，代码和数据也是保持独立性。

5.mm_struct

,,因为它也是一个结构体，结构体就要初始化——各个区域的大小信息就有了，执行的程序：1分段 2包含属性。

三：综合理解

1.为什么要有虚拟地址要有页表

1.1虚拟地址空间+页表：可以做到保护内存：<1> 状态--开辟还是未开辟空间  <2> 虚拟地址和物理内存地址一一对应。如果没有页表和虚拟地址的话，加入一个不是一个真实的物理内存存在的地址，它不就是野指针了，不久出现大问题了。

1.2进程管理和内存管理在系统层面高度耦合了，进程可以先用虚拟地址骗进程继续使用，不用立马申请空间，但是在需要的时候，立马申请空间。

1.3让进程统一视角看待物理内存--没有权限之分，也就是进程都是同样对物理内存进行分配。

2怎么做到地址空间的管理 

地址空间本身就是一个mm_struct,所有内容都是os系统自动完成调用的，其实把进程管理好了就是把地址空间管理好了，每个进程分配好地址空间，地址空间充分利用，不就是管理好了

3 全局变量， 字符串常量都具有全局性，在程序运行期间一直有效

原因：地址空间是随着进程一直都存在的，而全局变量这类的数据的虚拟地址一直都在页表里，进程不就是由 页表+地址空间+PCB组成的吗，所有进程在，页表就在，虚拟地址一直都在。