2.进程地址空间 2.1进程地址空间是怎么一回事 进程地址空间：没一个进程都会有一个进程地址空间大小[0.4GB]（32位） 具体到代码部分就是，数据结构 2.2进程地址空间内部的属性（即空间区域划分...） 地址空间划分的概念：进程地址空间是特定的数据结构，主要包含的字段是对地址空间进行区域划分，在特定位数的计算机中它能寻址的地址范围中划分为若干个区域，方便了操作系统的寻址操作。...进程地址空间不具备对代码和数据的保存能力，而是通过页表机制和MMU的支持，将虚拟地址空间映射到物理内存，从而实现了代码和数据的保存和访问。...4.进程地址空间和页表存在的意义 4.1.将物理内存从无序变为有序，让进程以统一的视角，看待内存。 统一的视角：每个进程都有进程地址空间，这个空间是个连续的线性地址空间。...无序变为有序：通过进程地址空间和页表机制，即使物理内存是分散的，可以通过页表将它们映射成连续的虚拟地址空间。 4.2将进程管理和内存管理进行解耦合。
文章目录 一.感性理解进程地址空间 二.理性认识进程地址空间 1.虚拟和物理地址空间 2.虚拟地址和物理地址联系 a.页表映射 b.写时拷贝 三.为什么要存在进程地址空间 在正式开始之前我们首先来看这样的一个现象...进程要被管理，进程地址空间也要被管理，进程地址空间通过先描述后组织的方法形成一个mm_struct被管理。...为了更有效的管理和少出错，现代系统提供了虚拟存储器，虚拟存储器为每个进程提供了一个大的，一致的，私有的地址空间，这个地址空间就是进程地址空间。...1.虚拟和物理地址空间 进程是操作系统中最成功的概念之一，每个进程都具有一个私有的虚拟地址空间，它提供一个假象使进程觉得自己独占内存空间。...但是每个进程都认为自己独享4GB的空间，一个进程的虚拟地址就是4GB的空间范围（我没说大小，因为这个空间是虚拟的），即2^32个地址，但对于32位的机器来说总共的物理地址也就是这么多。
进程地址空间是什么 首先来看一个现象 父子进程的全局变量的地址是一样的， 但是变量内容不一样！...所谓的进程虚拟地址空间， 本质是一个内核数据结构（类似PCB）。 3. 理解区域划分 区域划分的本质就是使用一个结构体变量， 存储开始和结束即可。 4. 理解地址空间上的地址 a....虚拟内存管理 描述linux下进程的地址空间的所有信息的结构体是mm_struct（内存描述符）。...每一个进程都会有自己独立的mm_struct，这样每一个进程都会有自己独立的地址空间才能互不干扰。 先来看看有task_struct到mm_struct，进程的地址空间分布的情况。...地址空间本质上是一个struct mm_struct 所有的内容都是OS系统进行自动完成的， 其实只要把进程管理好，地址空间就管理好了。
进程地址空间是操作系统提供给每个应用程序或进程的一块独立的内存空间，它决定了进程能够访问的内存范围以及内存布局。话不多说，开启我们今天的话题！...✈️什么是进程地址空间 每一个进程都存在一个进程地址空间，且 在32位平台下范围为 [0, 4GB]; 在详细说明进程地址空间之前，我们先说个故事： 有一天，阿熊敲代码敲到很晚，并且第二天早上还有课...虚拟地址空间本质上就是一种数据结构！ task_struct 指向某一个进程地址空间，而进程地址空间以链式结构存储，于是操作系统对进程地址空间的管理，变为对该链表的增删查改！...要想更好了解进程地址空间，我们有必要深入学习进程地址空间的属性。 ...进程地址空间本质上也是一种数据结构，并且彼此是链式连接的，于是 操作系统对进程地址空间的管理变为了对链表的增删查改！ 我们了解了进程地址空间中一定存在许多的地址划分，用来区分各个地址区域。
今天的博文可能会有点枯燥，由于博主的水平有限，希望大家指正博文的缺点 进程地址空间是什么？...其实进程地址空间只是一个比较抽象的存在，它本质上是一种将各个区域划分的内核数据结构，分别与各自的特定进程关联起来，并且各个进程都有自己私有的一份进程地址空间 所以大家还得记住，大家印象当中的那张图不是真实的内存...为什么要有进程地址空间？ 大家可能会有疑惑，为什么我要平白无故地创造出一个进程地址空间呢？这不是在在误导我们吗？...我们知道进程有几个特性分别为： 竞争性，独立性，并发性和并行性 我们假设一种情况: 如果没有进程地址空间的存在，直接让给进程将地址然后传递命令给CPU，如果给出的这个地址是个错误的地址呢？...写时拷贝支撑了进程地址空间的存在，保证了进程的正常运行！
本篇主要内容： 了解程序地址空间 理解进程地址空间 探究页表和虚拟地址空间 1....进程地址空间 我们现在来深入的了解一下为什么相同的的地址为什么会有不同的值？ 首先引入一个概念：每一个进程运行之后，都会有一个进程地址空间的存在，在系统层面都要有自己的页表映射结构！...每一个进程都要有地址空间，系统中，一定要对地址空间做管理!! 而操作系统管理地址空间，一定是“先描述，在组织”！地址空间最终一定是一个内核的数据结构对象， 就是一个内核结构体！...而我们观察进程地址空间，发现里面是一堆的地址划分。...，地址空间让进程管理和内存管理互不干涉，起到了很大作用。
； 我们的这个父进程和子进程都有自己的进程地址空间，子进程的进程地址空间 是对于这个父进程的一个拷贝，所有的信息都是一样的，相当于就是一份拷贝； 但是当我们对于这个父进程里面的变量进行修改的时候（子进程会和父进程共享代码和数据...，这个虚拟地址子进程就是拷贝的父进程的，所以这个打印的结果是一样的，但是这个实际上的物理地址不是一样的； 3.4谈谈细节 到底什么是进程地址空间：数据总线排列组合形成的地址的范围[0,2^32); 进程地址空间实际上就是我们的进程的一个可以使用的范围...，我们可以在这个区域上面进行区域的划分，存放各种数据； 进程地址空间在内核里面就是一个内核对象结构体，这个结构体里面有地址区域的起始位置的地址start和终止位置的地址end； 3.5进程地址空间管理...，因为地址空间使得所有的进程都需要虚拟地址，子进程和父进程的关系，调度是一套统一的流程； 当我们访问内存的时候，会增加一个转换的过程，在这个转换的过程中，虚拟地址空间会进行审查，例如我们对于这个只读区域进行修改...PCB是不一样的，其次就是这个物理地址部分，子进程和父进程开辟空间的地址是不一样的； 我们创建一个进程之后，首先要做的事情就是去创建内核数据结构，说白了就是去把这个虚拟地址空间，页表和物理内存这个框架去搭建起来
如果读取的是内存中的地址，肯定不会出现这样的情况，所以，我们有理由怀疑：读取的根本不是内存中的地址。 但是由此我们就可以知道，程序地址空间并 不是 内存，它的正确叫法为 进程地址空间！...虽然每一个进程只有1个虚拟空间，但是这个虚拟空间可以被别的进程来同享。如：子进程同享父进程的地址空间，而mm_user和mm_count就对其计数。...3.什么是进程地址空间 我们先讲一个小故事： 美国有一个富豪，资产高达十亿美金。...虚拟地址空间的存在，可以更方便的进行进程和进程代码和数据的解耦，更好的保证了 进程的独立性特征。...原因2 虚拟内存空间的存在，可以更好的进行进程和进程代码和数据的解耦，更好的保证了内存独立性 之所以会出现父子进程修改同一数据，会从同一地址处，读出不同数据，是因为有了虚拟内存映射策略，可以做到既节省了内存空间
地址空间是一段线性范围，从全0到全FFFF(16进制)，因为数字是线性的，每一个数字表示一个地址，每个地址对应一个字节 地址空间是线性结构的 4.确定地址空间 32位下地址空间默认为0-42亿多 假设空间范围为...，CPU会自动根据页表将虚拟地址转化为物理地址 创建子进程，就要创建子进程的PCB，及地址空间和页表结构 子进程的相关内核数据结构的属性字段会继承父进程 大富翁 A有个儿子是E，A跟E说，我们家有10...，子进程对数据的修改，不影响父进程 子进程要对value修改时，在内存中重新申请一块空间，拷贝value值给新空间，重新映射指向新开辟的空间，导致不影响父进程的value值 ，最终将新开辟的空间value...，在地址空间中申请空间，在页表处只填写虚拟地址，物理地址处不填写，就不需要在物理地址处申请空间，过一会，进程尝试对空间写入，在重新申请空间把映射关系创建好，整体机制被叫做 缺页中断 8....进程地址空间+页表的意义： 1.防止地址随意访问，保护物理内存与其他进程 若没有地址空间的存在，则直接使用cPU调用物理地址，会有野指针的问题存在 2.将进程管理和内存管理进行解耦合 因为有虚拟地址和页表的存在
虚拟地址 实际上程序的地址空间是内存吗？ 地址空间不是内存地址，而是虚拟地址！ 在语言层上，我们会叫做程序地址空间。但是在系统层面上，会将其称为进程地址空间或者虚拟地址空间。...进程地址空间 基础概念 每个进程都有其虚拟地址空间mm_struct和页表存在于task_struct中，每个地址空间1字节。...进程如何独立 子进程的虚拟地址空间和页表会继承父进程，那么进程之间是怎么独立的呢？ 假设父进程存在一全局变量int g_val，在当前父进程虚拟地址在页表中已经与物理地址映射。...然后创建子进程，当子进程中尝试对g_val修改时操作系统会进行以下操作： 在物理地址空间中会重新开辟一块int大小的空间，在此空间内存储修改后的地址。...** 虚拟地址与进程地址空间关系 通过上文可知，对于32位的机器来说，每个进程的虚拟地址空间有2^32字节的大小，也就是4个G。但如果整个内存只有4G的话，那么一个进程就要把所有的内存空间全部占满吗？
下面我们来讨论一下 二、进程地址空间 1、页表 我们在之前讲到的程序地址空间的说法其实是错误的，正确来说应该叫进程地址空间，上面我们所说的地址叫做虚拟地址，也叫做线性地址，既然叫做虚拟地址，那当然就不是真实的物理地址了...，也就是虚拟地址是相同的，我们不是复制出了两个地址空间，这里需要注意 内核空间中有父子进程的task_struct，它们里面有指向各自页表的指针 其中上方是父进程的地址空间，下方是子进程的地址空间，子进程直接复制父进程的地址空间...，这个地址是可以直接被操作系统使用的，这是可以使用地址找到的最小单位，类似于bit这样的存储单元是没有地址的概念的 所以所谓的进程地址空间，本质上是一个描述进程可视范围的大小，地址空间内一定要存在各种区域的划分...，只要对虚拟地址（线性地址）进行区域划分即可 这里要注意的是，栈的start是高地址处，其他用户空间都是start为低地址处 3、进程地址空间这样组织的优势 （一）让进程以一个统一的视角看待内存 我们以页表这样的形式用来过渡...，我们本进程只做好本进程自己的事情就好了，其他的我并不关心 不同进程的虚拟地址空间是相互隔离的，一个进程无法直接访问另一个进程的虚拟地址空间，这就保证了进程之间的独立性和安全性，一个进程的错误或恶意操作不会影响到其他进程的正常运行
三、进程地址空间 其实我们的之前所学的线性地址，并不是真正的物理内存，而是在PCB内部有一个指针指向了一块进程地址空间，然后虚拟地址会通过页表来映射到具体的物理地址。...3.3 什么是进程地址空间 所谓进程地址空间，本质上就是一个描述进程可视化范围的地址空间内存在各种区域划分，对线性地址进行start、end即可 。...本质上其实就是一个内核数据结构，和PCB一样，地址空间也是需要被操作系统管理的：先描述再组织。 而每一个进程都有自己的进程地址空间，PCB内部有一个指针指向这块空间！...），然后开辟一块新的物理内存，修改页表的映射 4.2 进程地址空间是如何切换的 进程PCB结构体里有对应的进程地址空间指针，所以进程切换就以为这进程空间地址空间被切换，而页表会被存储在CPU的cr3...但是虚拟地址可以将一个线性的地址呈现给进程。 五、为什么要有进程地址空间？
但是在进程的虚拟地址空间中会将所有的数据对应的地址全部建立。于是当需要使用一个虚拟地址空间的时候会在页表中进行查找映射的物理地址，但是没有物理地址，还未加载进内存中。...当一个新进程被创建（例如通过 fork 或 exec 系统调用）时，操作系统会： 创建虚拟地址空间： 为进程分配独立的虚拟地址空间，确保不同进程之间的地址空间隔离。...进程地址空间管理（总结） 关于进程地址空间整体的管理结构如上图所示（虚拟区间较少情况下）。 task_struct管理整体进程，其中包括管理进程地址空间的mm_struct。...当物理内存不足时，将进程从内存拷贝到磁盘（交换分区）需要拷贝整个进程，耗时较长，效率低下。 虚拟地址空间与分页机制的优势 1. 内存安全 地址空间和页表由操作系统创建和维护。...虚拟地址空间使得进程内存分布在逻辑上保持有序，简化了程序管理。
Linux进程地址空间 零、前言 一、程序内存空间 二、进程地址空间 1、引入及概念 2、进程地址空间 3、相关问题 零、前言 本章主要讲解学习进程地址空间的知识 一、程序内存空间 在学习C/C...1、引入及概念 对于上述的程序地址空间，其实它的真实面貌为进程地址空间，对于进程地址空间本质上来说是一个虚拟地址空间，并非真实的物理空间 示例： #include #include...，同时也相应的分配了对应的mm_struct进程地址空间（PCB中储存了该进程对应的进程地址空间的地址），也就是每个进程都认为自己独占内存资源 对于进程来说，进程控制块以及进程地址空间以及相应的资源...，随进程的创建而创建，随进程的退出而回收 进程地址空间的内容： 进程地址空间是由0x00000000到0xffffffff的线性地址空间，按照刻度被划分为各个区域，例如代码区、堆区、栈区等...PCB找到对应的进程地址空间，再由进程地址空间上的虚拟地址由页表找到物理空间上分配的数据 示图： 对于父子进程变量地址相同数据不同： 父进程创建子进程时，子进程以父进程为模板构建进程，代码数据父子共享
一、是什么 进程地址空间是什么？...为了给进程画饼（让进程认为自己独占操作系统资源），操作系统为每个进程都创建了独立的地址空间，地址空间的内容通过页表映射到物理内存中这样每个进程都能独立的运行。...3.现象的具体解释 父进程和子进程都有自己独立的进程地址空间，也有独立的页表结构。子进程由父进程创建，因此子进程的进程地址空间是拷贝父进程的进程地址空间。...三、怎么办 操作系统要为每一个进程分配地址空间，那么操作系统是否要管理这些地址空间呢？当然是要管理的。 那么，操作系统怎么管理进程的地址空间？...3-4G是内核空间。 总结 以上就是今天要讲的内容，本文介绍了进程地址空间的相关概念。
，两者之间有一点关系，但是不多 一个进程有一个虚拟地址空间，我们前面学习的时候只知道创建一个进程就需要有一个对应的task_struct来描述对应的进程，而每一个task_struct都要对应一个虚拟地址空间...虚拟地址空间和进程地址空间 1.1 什么是虚拟地址空间？...当该进程是内核线程时，它的mm字段为NULL， 表⽰没有内存地址空间，可也并不是真正的没有，这是因为所 有进程关于内核的映射都是⼀样的，内核线程可以使⽤任意进程的地址空间*/ } 可以说，mm_struct...物理内存的分配 和 进程的管理就可以做到没有关系，进程管理模块和内存管理模块就完成了解耦合 因为有地址空间的存在，所以我们在C、C++语⾔上new, malloc空间的时候，其实是在地址 空间上申请的...它可以将地址空间上的虚拟地址和物理地址进⾏映射，在进程视⻆所有的内存分布都可以是有序的 进程概念系列就先到此为止啦~
OS则是将虚拟地址转化为物理地址（如何转化后面会讲到） 如何理解进程地址空间？ 首先我们要知道，什么是进程地址空间？...实际上进程地址空间就是操作系统喂给进程的一块“饼”，OS会跟每个进程说，你们有4G的内存空间（栈区、堆区、静态区...）可以使用，但实际上，只有当进程需要用的时候，OS才会分配空间给进程。...接下来谈一谈OS如何管理我们所说的进程地址空间（即我们所说的栈区、堆区等）？ 答：先描述，再组织。实际上我们所说的进程地址空间本质上是一个内核数据结构，struct_mmstruct{}。...而对进程地址空间中各个区域的调整，实际上就是转换为了调整各个区域对应的_start与_end。 物理空间与虚拟空间 既然我们所说的地址都是虚拟地址，那么真正的物理地址在哪里呢？？？...拓展：为什么存在进程地址空间？ 一、防止地址随意访问，保护物理内存与其它进程 实际上，在最开始的时候，还没有虚拟地址这种概念。早期的进程是直接与物理内存打交道。
今日更新了Linux进程空间地址和进程调度队列的内容 欢迎大家关注点赞收藏⭐️留言 问题现象 当g_val的值修改后，父子进程各自的g_val地址都是一样的，但是为什么值却不同呢？...由此我们可知，这个地址肯定不是物理地址，而是虚拟地址。 进程地址空间 地址空间的本质就是内核中的一个结构体对象。 每一个进程都有自己独立的地址空间，都有自己独立的页表。...由于g_val的值改了，由因为进程具有独立性，所以OS就会在物理空间重新开一个空间，拷贝旧的数据到该地址，再让子进程的g_val指向该物理地址，但是虚拟地址不变。因此就出现文章开头的情况。...如果父子进程都不写，他们的变量默认是被父子共享的，代码是共享的，物理空间不会分离。 这种拷贝也叫写时拷贝，即按需申请，可有效节省空间。...OS必须负责将 虚拟地址 转化成 物理地址 进一步理解 地址空间 如上图源码。 地址空间的本质就是内核中的一个结构体对象。内部很多的属性都是表示start、end的范围。
在 Linux 系统中，每一个进程都在自己独立的地址空间中运行，在 32 位系统中，每个进程的逻辑地址空间均为 4GB，这 4GB 的内存空间按照 3:1 的比例进行分配，其中用户进程享有 3G 的空间...内存空间不足时，就需要将其它程序暂时拷贝到硬盘中，然后将新的程序装入内存。然而由于大量的数据装入装出，内存的使用效率就会非常低。 ⚫ 进程地址空间不隔离。...所有应用程序运行在自己的虚拟地址空间中，使得进程的虚拟地址空间和物理地址空间隔离开来，这样做带来了很多的优点： ⚫ 进程与进程、进程与内核相互隔离。...一个进程不能读取或修改另一个进程或内核的内存数据，这是因为每一个进程的虚拟地址空间映射到了不同的物理地址空间。提高了系统的安全性与稳定性。 ⚫ 在某些应用场合下，两个或者更多进程能够共享内存。...因为每个进程都有自己的映射表，可以让不同进程的虚拟地址空间映射到相同的物理地址空间中。通常，共享内存可用于实现进程间通信。 ⚫ 便于实现内存保护机制。
2.程序地址空间 2.1 研究背景 kernel 2.6.32 32位平台 2.2 程序地址空间回顾 在C语言的时候，有这样的空间布局图 可是我们对他并不理解 来段代码感受一下 #include...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 2.3 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 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！
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