Linux的学习之路：11、地址空间

摘要

本章主要是说一下地址空间，我也只是按照我的理解进行解释，可能说不清楚，欢迎指正

目录

摘要

一、空间布局图

二、代码测试一下

三、进程地址空间

四、测试代码

---

一、空间布局图

如下方图片可以看出地址空间有几种，这里没有画全，这里就是说一下正文代码空间也就是代码段、初始化数据、未初始化数据、堆、栈、命令行参数环境变量。

这里利用代码进行测试一下，看看是否和上面说的一样，如下方代码，这里测试李哥数据，如下方截图，在截图中可以看的出代码段的空间是最小的，如上方图中所示，代码空间是从下向上的，也就是下面最小上面最大，这里看可以从下方测试截图可以看出。

在下方测试截图中的可以看出栈的空间是向下增加的，堆的空间是向上增加的。

 1 #include <stdio.h>                                                                                                                                                                                            
  2 #include <stdlib.h>
  3 #include <unistd.h>
  4 
  5 int main()
  6 {
  7     printf("正文代码:%p\n",&main);
  8     int a=0;
  9     int b;
 10     printf("初始化数据空间:%p\n",&a);
 11     printf("未初始化数据空间:%p\n",&b);
 12     int* p1=(int*)malloc(10);
 13     int* p2=(int*)malloc(10);
 14     int* p3=(int*)malloc(10);
 15     int* p4=(int*)malloc(10);
 16     printf("申请的堆空间:%p\n",p1);
 17     printf("申请的堆空间:%p\n",p2);
 18     printf("申请的堆空间:%p\n",p3);
 19     printf("申请的堆空间:%p\n",p4);
 20     printf("申请的栈空间：%p\n",&p1);
 21     printf("申请的栈空间：%p\n",&p2);
 22     printf("申请的栈空间：%p\n",&p3);
 23     printf("申请的栈空间：%p\n",&p4);
 24     return 0;
 25 }

二、代码测试一下

如下图的测试就可以看出我定义了一个变量val去进行测试地址，结果在子进程中更改了数值，结果发现父进程的数值没有更改，但是两个地址是一样的，这是什么情况？得出了下方的结论：

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 。

  4 int val=100;
  5 int main()
  6 {
  7     pid_t id=fork();
  8     printf("正文代码:%p\n",&main);
  9     int a=0;
 10     int b;
 11     printf("初始化数据空间:%p\n",&a);
 12     printf("未初始化数据空间:%p\n",&b);
 13     int* p1=(int*)malloc(10);   
 14     int* p2=(int*)malloc(10);
 15     int* p3=(int*)malloc(10);
 16     int* p4=(int*)malloc(10);                                                                                                                                                                                 
 17     printf("申请的堆空间:%p\n",p1);
 18     printf("申请的堆空间:%p\n",p2);
 19     printf("申请的堆空间:%p\n",p3);
 20     printf("申请的堆空间:%p\n",p4);
 21     printf("申请的栈空间：%p\n",&p1);
 22     printf("申请的栈空间：%p\n",&p2);
 23     printf("申请的栈空间：%p\n",&p3);
 24     printf("申请的栈空间：%p\n",&p4);
 25     if(id==0)
 26     {
 27         int i=0;
 28         while(1)
 29         {
 30             if(i==5)
 31             {
 32                 val=200;
 33             }
 34             printf("子进程:%d,地址:%p\n",val,&val);
 35             sleep(1);  
 36             i++;                        
 37         }              
 38     }
 39     else                                                           
 40     {                                                            
 41         while(1)                                          
 42         {                             
 43             printf("父进程:%d,地址:%p\n",val,&val);   
 44             sleep(1);                         
 45         }                                                                                                         
 46     }                 
 47     return 0;
 48}

三、进程地址空间

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？看下方图片，这里就出现了一个名词叫做页表，这个页表也就是用来储存虚拟地址的，然后通过OS处理通过这个页表进行映射从而找到物理空间，这里就可以的出上面我所用代码得出的地址只是个虚拟地址，而更改了数据后，OS就把页表中储存的虚拟地址映射的物理地址换了一个地方，所以子进程和父进程的虚拟地址使用一个。

四、测试代码

#include <stdio.h>
  2 #include <stdlib.h>
  3 #include <unistd.h>
  4 int val=100;
  5 int main()
  6 {
  7     pid_t id=fork();
  8     printf("正文代码:%p\n",&main);
  9     int a=0;
 10     int b;
 11     printf("初始化数据空间:%p\n",&a);
 12     printf("未初始化数据空间:%p\n",&b);
 13     int* p1=(int*)malloc(10);   
 14     int* p2=(int*)malloc(10);
 15     int* p3=(int*)malloc(10);
 16     int* p4=(int*)malloc(10);                                                                                                                                                                                 
 17     printf("申请的堆空间:%p\n",p1);
 18     printf("申请的堆空间:%p\n",p2);
 19     printf("申请的堆空间:%p\n",p3);
 20     printf("申请的堆空间:%p\n",p4);
 21     printf("申请的栈空间：%p\n",&p1);
 22     printf("申请的栈空间：%p\n",&p2);
 23     printf("申请的栈空间：%p\n",&p3);
 24     printf("申请的栈空间：%p\n",&p4);
 25     if(id==0)
 26     {
 27         int i=0;
 28         while(1)
 29         {
 30             if(i==5)
 31             {
 32                 val=200;
 33             }
 34             printf("子进程:%d,地址:%p\n",val,&val);
 35             sleep(1);  
 36             i++;                        
 37         }              
 38     }
 39     else                                                           
 40     {                                                            
 41         while(1)                                          
 42         {                             
 43             printf("父进程:%d,地址:%p\n",val,&val);   
 44             sleep(1);                         
 45         }                                                                                                         
 46     }                 
 47     return 0;
 48}