???hello，各位讀者大大們你們好呀??

????系列專欄：【Linux初階】

????本篇內(nèi)容：計(jì)算機(jī)空間初識(shí)（子進(jìn)程變量修改實(shí)驗(yàn)），感性理解進(jìn)程虛擬地址空間，進(jìn)程地址空間基礎(chǔ)（概念、區(qū)域劃分與調(diào)整、程序?qū)?nèi)存數(shù)據(jù)的修改、按需分配虛擬地址空間），解答為什么存在虛擬地址空間（防止非法越界、方便解耦、保證進(jìn)程獨(dú)立性、統(tǒng)一編譯方便使用），其中重點(diǎn)講解統(tǒng)一編譯中CPU與可執(zhí)行程序的交互原理

????作者簡(jiǎn)介：本科在讀，計(jì)算機(jī)海洋的新進(jìn)船長(zhǎng)一枚，請(qǐng)多多指教( ????? ) ??-

目錄

一、你真的了解計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)空間分布嗎？

二、感性理解進(jìn)程虛擬地址空間

三、進(jìn)程地址空間基礎(chǔ)

1.相關(guān)的基礎(chǔ)概念

2.區(qū)域劃分與調(diào)整

3.程序是如何更改內(nèi)存中的數(shù)據(jù)的？

4.操作系統(tǒng)會(huì)根據(jù)進(jìn)程的需求分配虛擬地址空間

四、為什么存在地址空間?

1.防止非法越界訪問

2.方便進(jìn)程解耦，保證進(jìn)程獨(dú)立性

3.統(tǒng)一編譯，方便使用

（1）可執(zhí)行文件中有地址嗎？

（2）編譯器的編碼方式

（3）物理地址的來源

（4）CPU與可執(zhí)行程序交互的原理

（5）邏輯地址知識(shí)補(bǔ)充

結(jié)語

一、你真的了解計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)空間分布嗎？

在以前的學(xué)習(xí)中，大家可能很早已經(jīng)見過類似下面這樣的空間分布圖了

可是我們很多同學(xué)對(duì)它并沒有深入理解，很多同學(xué)認(rèn)為這個(gè)空間實(shí)際上就是我們的內(nèi)存，但是真的是這樣嗎？

我們直接通過一段代碼來驗(yàn)證一下

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.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;
}

輸出

//與環(huán)境相關(guān)，觀察現(xiàn)象即可
parent[2995]: 0 : 0x80497d8
child[2996] : 0 : 0x80497d8

我們發(fā)現(xiàn)，輸出出來的變量值和地址是一模一樣的，很好理解呀，因?yàn)樽舆M(jìn)程按照父進(jìn)程為模版，父子并沒有對(duì)變量進(jìn)行進(jìn)行任何修改?？墒菍⒋a稍加改動(dòng):

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>

int g_val = 0;

int main()
{
	pid_t id = fork();
	if (id < 0) {
		perror("fork");
		return 0;
	}
	else if (id == 0) { //child,子進(jìn)程肯定先跑完，也就是子進(jìn)程先修改，完成之后，父進(jìn)程再讀取
		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;
}

輸出結(jié)果：

//與環(huán)境相關(guān)，觀察現(xiàn)象即可
child[3046]: 100 : 0x80497e8
parent[3045] : 0 : 0x80497e8

我們發(fā)現(xiàn)，父子進(jìn)程，輸出地址是一致的，但是變量?jī)?nèi)容不一樣！能得出如下結(jié)論:

• 變量?jī)?nèi)容不一樣,所以父子進(jìn)程輸出的變量絕對(duì)不是同一個(gè)變量。
• 但地址值是一樣的，說明，該地址絕對(duì)不是物理地址！
• 曾經(jīng)我們學(xué)習(xí)語言的基本地址（指針），并不是對(duì)應(yīng)的物理地址。
• 在Linux地址下，這種地址叫做 虛擬地址。
• 我們?cè)谟肅/C++語言所看到的地址，全部都是虛擬地址！物理地址，用戶一概看不到，由OS統(tǒng)一管理。

注意：OS必須負(fù)責(zé)將 虛擬地址 轉(zhuǎn)化成 物理地址 。

二、感性理解進(jìn)程虛擬地址空間

進(jìn)程會(huì)認(rèn)為自己是獨(dú)占系統(tǒng)資源的（實(shí)際上不是）

這里我舉一個(gè)通俗易懂的例子：

peter是美國一個(gè)擁有十億美元的大富翁，他擁有三個(gè)私生子，且這三個(gè)私生子互不知道其他私生子的存在，三個(gè)兒子分別是工廠老板、證券交易員、學(xué)生。每個(gè)兒子都認(rèn)為自己是peter十億美金的繼承者。

在他們工作的過程中，需要向peter索取金錢（工廠老板為維持家族企業(yè)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)放工人工資，結(jié)清貨款；證券交易員維持正常投資，管理部分家族現(xiàn)金資產(chǎn)；學(xué)生為繳納學(xué)費(fèi)等），他們向peter索要的金錢有多有少，但是都不會(huì)提出過分的要求（比如直接索要十億美金），如果他們提出過分要求，會(huì)被peter拒絕。

peter在三個(gè)兒子工作的時(shí)候，會(huì)給兒子們“畫餅”，比如他會(huì)對(duì)第一個(gè)兒子說：你好好干，只要你管理好我們的家族企業(yè)，提高我們的工廠效益，以后我的十億美金就都是你的了。

其中大富翁peter就相當(dāng)于我們的操作系統(tǒng)，十億美金就相當(dāng)于操作系統(tǒng)管理的內(nèi)存資源。其中兒子就相當(dāng)于我們平時(shí) malloc、new等向系統(tǒng)索要資源的進(jìn)程。兒子們獲取的金錢就相當(dāng)于內(nèi)存或者在語言上稱為對(duì)象空間（內(nèi)存）。peter給三個(gè)兒子畫的“大餅”就相當(dāng)于進(jìn)程地址空間。計(jì)算機(jī)通過軟件，給進(jìn)程“畫餅”。

?———— 我是一條知識(shí)分割線 ————

那實(shí)際上如何“畫餅”呢？在此之前，我們要知道“餅”是什么，畫餅的本質(zhì)：在你大腦中的藍(lán)圖 - 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)象（地址空間）。

每個(gè)兒子（進(jìn)程）都可以根據(jù)peter（操作系統(tǒng)）為自己畫的“餅”（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)象/地址空間）向peter要錢（內(nèi)存資源）

?

———— 我是一條知識(shí)分割線 ————?

?我們已經(jīng)知道“餅”是什么，那么問題又來了，我們都知道兒子（進(jìn)程）需要被管理，那么peter（操作系統(tǒng)）為兒子（進(jìn)程）提供的“餅”（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)象/地址空間）需要被管理嗎？答案是：要的！因?yàn)椴荒軐⒔o大兒子的承諾許錯(cuò)給二兒子或三兒子，所以“餅”也要被管理。

如果進(jìn)程中有500個(gè)進(jìn)程，操作系統(tǒng)需要給每個(gè)進(jìn)程創(chuàng)建地址空間，進(jìn)程會(huì)被PCB管理，地址空間需要怎么管理呢？答案是：先描述，在組織。地址空間的本質(zhì)：是內(nèi)核的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（mm_struct）。簡(jiǎn)單來說，我們的虛擬地址空間會(huì)被一個(gè)名為?struct mm_struct的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)管理起來。

三、進(jìn)程地址空間基礎(chǔ)

1.相關(guān)的基礎(chǔ)概念

注意：本次講解以32位計(jì)算機(jī)平臺(tái)為基礎(chǔ)

?在正式深入學(xué)習(xí)進(jìn)程地址空間之前，我們需要先了解一些相關(guān)的基礎(chǔ)概念：

1. 進(jìn)程/內(nèi)存空間描述的基本空間大小為字節(jié)；
2. 32位下計(jì)算機(jī)最多可以形成 2^32個(gè)地址；
3. 每個(gè)地址標(biāo)識(shí)一個(gè)字節(jié)，所以我們能表示的地址空間范圍最大為 4G；
4. 每個(gè)進(jìn)程都要有唯一的地址，假設(shè)我們需要表示 2^32個(gè)地址，我們需要保持每個(gè)地址的唯一性；
5. 我們可以通過 32位的數(shù)據(jù)（32個(gè)比特位的數(shù)據(jù)）來表示一個(gè)地址。

進(jìn)程地址空間圖例如下?

2.區(qū)域劃分與調(diào)整

這里我們舉一個(gè)例子來理解區(qū)域劃分和區(qū)域調(diào)整。

假設(shè)初中有一對(duì)男女同桌，由于男生太貪玩，經(jīng)常打擾到旁邊的女生學(xué)習(xí)，所以女生給桌子畫了一條線，將桌子分成了兩個(gè)區(qū)域，假設(shè)桌子有100cm，她將區(qū)域劃分為[1-50, 51-100]，這就是區(qū)域劃分。

而后小男孩還是不在意，經(jīng)常越線，因此小女孩調(diào)整了桌子上線的位置，桌子有100厘米，但是女孩只給了小男孩30厘米的活動(dòng)范圍，[1-30, 31-100]，這種在劃分后調(diào)整各自區(qū)域的行為稱為區(qū)域調(diào)整。?

通過觀察下圖我們可以發(fā)現(xiàn)，只要我們調(diào)整不同對(duì)象的 start、end，就可以實(shí)現(xiàn)區(qū)域調(diào)整（擴(kuò)大 or 縮小）。

我們可以通過搜索不同的地址位置，找到數(shù)據(jù)所在。還是上面的例子來解釋，可能1-10cm中放有小男孩的筆袋，12-16cm放有小男孩的筆記本。

———— 我是一條知識(shí)分割線 ————?

之前文章中提到，我們可以通過 32位的數(shù)據(jù)（32個(gè)比特位的數(shù)據(jù)）來表示地址，我們的虛擬地址空間會(huì)被一個(gè)名為?struct mm_struct的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)管理起來。在32位計(jì)算機(jī)下，通常我們采用 int類型的數(shù)據(jù)來記錄一個(gè)地址，因?yàn)?int在剛好在32位計(jì)算機(jī)下占32個(gè)比特位。在?struct mm_struct的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中包含著不同區(qū)域地址信息，其中就包含有堆的區(qū)域起始地址、區(qū)域結(jié)束地址等。

這些在不同的區(qū)域范圍內(nèi)、可以供我們使用的地址稱為虛擬地址。也就是說在地址空間中的 2^32個(gè)地址都是虛擬地址。

所以，進(jìn)程地址空間也叫做進(jìn)程虛擬地址空間，它的本質(zhì)實(shí)際上是一個(gè)存儲(chǔ)虛擬地址及其相關(guān)數(shù)據(jù)的集合。

———— 我是一條知識(shí)分割線 ————

在地址空間中，代碼區(qū)（已初始化、未初始化）的大小是固定的，也就是說代碼區(qū)的起始和結(jié)束地址不可被調(diào)整；但是堆區(qū)和棧區(qū)不同，堆區(qū)可以通過 malloc等手段調(diào)整它的大小，棧區(qū)也可以定義相應(yīng)的局部變量，也就是說，堆區(qū)和棧區(qū)是可以被調(diào)整的！

heap & stack的調(diào)整，本質(zhì)上就是調(diào)整兩個(gè)區(qū)域的 start和end。在我們的編程過程中，定義局部變量，malloc、new對(duì)象實(shí)際上就是擴(kuò)大堆區(qū)或者棧區(qū)。當(dāng)我們 free的時(shí)候，實(shí)際上就是在縮小堆區(qū)或者棧區(qū)。

3.程序是如何更改內(nèi)存中的數(shù)據(jù)的？

在第一節(jié)中我們驗(yàn)證過，父子進(jìn)程，輸出地址是一致的，但是變量?jī)?nèi)容不一樣，這到底是怎么做到的呢？在解答這個(gè)問題之前，我們先要知道，程序是如何更改內(nèi)存中的數(shù)據(jù)的。接下來這一部分的知識(shí)主要就是向大家講解，程序是如何更改內(nèi)存中的數(shù)據(jù)的。

文章第二節(jié)講到，操作系統(tǒng)會(huì)為進(jìn)程畫“大餅”，這里的大餅就是地址空間（mm_struct），因此相應(yīng)的，tack_struct（PCB，進(jìn)程控制塊）會(huì)有相應(yīng)的指針指向進(jìn)程地址空間。

———— 我是一條知識(shí)分割線 ————?

在硬件方面（內(nèi)存和磁盤），假設(shè)有文件 my.exe存在于磁盤之中，當(dāng)文件加載到內(nèi)存中，占用內(nèi)存 1k字節(jié)的空間，每個(gè)字節(jié)我們都可將它視作一個(gè)地址。

內(nèi)存在使用時(shí)，它會(huì)和我們對(duì)應(yīng)的磁盤進(jìn)行輸入輸出數(shù)據(jù)，這個(gè)工作我們稱為 IO，其中傳輸數(shù)據(jù)的基本單位為 4KB（1KB = 1024字節(jié)）。在此基礎(chǔ)上，內(nèi)存可以被我們劃分為一個(gè)個(gè) 4KB大小空間塊，這個(gè)空間塊我們稱之為 page（頁），如果我們將內(nèi)存想象為一個(gè)大數(shù)組，則內(nèi)存大小或者說對(duì)應(yīng)的頁有：struct page men[4GB/4KB]。只要我們知道某一頁的起始地址，再加上對(duì)應(yīng)的偏移量，我們就可以找到內(nèi)存的任意一個(gè)地址。

———— 我是一條知識(shí)分割線 ————?

頁表簡(jiǎn)介：可以用于建立虛擬地址和物理地址之間的映射關(guān)系，實(shí)現(xiàn)虛擬地址和物理地址的轉(zhuǎn)換。頁表內(nèi)部不是簡(jiǎn)單的對(duì)應(yīng)空間結(jié)構(gòu)，因?yàn)槿绻@樣設(shè)計(jì)需要占用 4G*8 = 32G。左式中8的含義 - 假設(shè)空間為1-1對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)，左邊和右邊各一個(gè)數(shù)據(jù)，一個(gè)數(shù)據(jù)需要4個(gè)字節(jié)表示（int），加起來則需要8個(gè)字節(jié)。因此，頁表內(nèi)部使用的是多級(jí)頁表的結(jié)構(gòu)，就是頁目錄為根，對(duì)應(yīng)多個(gè)二級(jí)、三級(jí)索引這樣的結(jié)構(gòu)，這里就不展開細(xì)說了。

下圖中以淺藍(lán)色標(biāo)記為例，虛擬地址0x123445678可以通過頁表映射找到對(duì)應(yīng)的物理地址 0x11112222，物理空間中儲(chǔ)存著 val變量的值為10.

———— 我是一條知識(shí)分割線 ————?

?以下述代碼為例講述程序是如何更改內(nèi)存中的數(shù)據(jù)的？

char val = 100；

首先我們要明確，val的地址是虛擬地址（在第一節(jié)中驗(yàn)證過），當(dāng)代碼運(yùn)行起來時(shí)，操作系統(tǒng)拿著 val的虛擬地址，去查找頁表，找到對(duì)應(yīng)的物理地址，將物理地址對(duì)應(yīng)內(nèi)存空間中的數(shù)值修改/存儲(chǔ)為100。至此我們已經(jīng)可以充分認(rèn)識(shí)到程序是如何更改內(nèi)存中的數(shù)據(jù)的原理了。

注意：這個(gè)過程都是由操作系統(tǒng)完成的！

4.操作系統(tǒng)會(huì)根據(jù)進(jìn)程的需求分配虛擬地址空間

進(jìn)程無法直接訪問物理內(nèi)存，進(jìn)程只能通過虛擬地址空間來訪問對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，其中我們可以認(rèn)為操作系統(tǒng)給進(jìn)程畫了一個(gè)“大餅”（紅色正方形框框），每個(gè)進(jìn)程都以為自己能占有 2^32個(gè)地址空間（內(nèi)存大?。?。

而實(shí)際上，我們通過觀察，發(fā)現(xiàn)堆和棧之間還有很大部分的空缺，不難推斷出，操作系統(tǒng)會(huì)根據(jù)進(jìn)程對(duì)應(yīng)的需求給進(jìn)程分配地址空間，而不會(huì)真的將所有空間都給一個(gè)進(jìn)程。相反，如果進(jìn)程的需求不合理，操作系統(tǒng)會(huì)拒絕進(jìn)程的對(duì)應(yīng)訪問。

四、為什么存在地址空間?

1.防止非法越界訪問

如果進(jìn)程直接訪問物理內(nèi)存，會(huì)存在越界非法操作的風(fēng)險(xiǎn)（比如將儲(chǔ)存有別的數(shù)據(jù)的page覆蓋）

地址空間的存在，使程序員在應(yīng)用層只能通過頁表映射來訪問物理地址，期間操作系統(tǒng)可以幫我們甄別相應(yīng)指令，接收正確指令，拒絕錯(cuò)誤訪問。

2.方便進(jìn)程解耦，保證進(jìn)程獨(dú)立性

進(jìn)程地址空間的存在，可以更方便的讓進(jìn)程與進(jìn)程之間的數(shù)據(jù)進(jìn)行解耦，保證進(jìn)程獨(dú)立性

進(jìn)程具有獨(dú)立性，一個(gè)進(jìn)程對(duì)被共享的數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，不能影響其他進(jìn)程。

操作系統(tǒng)為了保證進(jìn)程獨(dú)立性，當(dāng)物理內(nèi)存中的一個(gè)共享數(shù)據(jù)需要被修改時(shí)，操作系統(tǒng)會(huì)在物理內(nèi)存中開辟一個(gè)新的空間，數(shù)據(jù)拷貝一份放到新的空間中，然后會(huì)將頁表原來對(duì)應(yīng)共享數(shù)據(jù)空間物理地址改為新空間的地址（更改映射）。這樣，在進(jìn)程改變某個(gè)值的時(shí)候，就只和這個(gè)進(jìn)程本身有關(guān)，和其他進(jìn)程無關(guān)，實(shí)現(xiàn)了進(jìn)程之間的相互獨(dú)立。

任何一方嘗試寫入，OS先進(jìn)行數(shù)據(jù)拷貝，更改頁表映射，然后再讓進(jìn)程進(jìn)行修改，我們把這樣的行為稱為寫時(shí)拷貝。在我們修改數(shù)據(jù)時(shí)，操作系統(tǒng)會(huì)幫我們自動(dòng)完成寫時(shí)拷貝。

寫時(shí)拷貝，幫我們實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)間的分離。以下圖為例，在數(shù)據(jù)不做修改時(shí)，父子進(jìn)程可以共用同一塊物理內(nèi)存空間，當(dāng)子進(jìn)程對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，操作系統(tǒng)會(huì)通過寫時(shí)拷貝，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分離，即父進(jìn)程的 g_val變量和子進(jìn)程 g_val變量存儲(chǔ)于不同的物理地址空間中。

每個(gè)進(jìn)程都有自己獨(dú)立的內(nèi)核數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包括獨(dú)立的PCB、獨(dú)立的地址空間、獨(dú)立的頁表。

結(jié)論：進(jìn)程 = 進(jìn)程的內(nèi)核數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) + 進(jìn)程對(duì)應(yīng)的代碼和數(shù)據(jù)，當(dāng)進(jìn)程內(nèi)核數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)都相互獨(dú)立時(shí)，這個(gè)進(jìn)程也就和其他進(jìn)程相互獨(dú)立了。也就是說，地址空間的存在，使進(jìn)程可以擁有獨(dú)立的內(nèi)核數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以更方便的讓進(jìn)程與進(jìn)程之間的數(shù)據(jù)進(jìn)行解耦，保證進(jìn)程獨(dú)立性。

3.統(tǒng)一編譯，方便使用

讓進(jìn)程可以以統(tǒng)一的視角，來看待代碼和數(shù)據(jù)的各個(gè)區(qū)域，方便使用；方便編譯器也以統(tǒng)一的視角來編譯代碼，編完可以直接用。

（1）可執(zhí)行文件中有地址嗎？

我們的可執(zhí)行文件中，有沒有地址呢？答案是有的，我們的可執(zhí)行文件中早就有地址了！這種在程序內(nèi)部使用的地址，我們稱它們?yōu)?- 邏輯地址。程序可以通過邏輯地址實(shí)現(xiàn)內(nèi)部之間的相互跳轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)函數(shù)調(diào)用等功能。

（2）編譯器的編碼方式

編譯器在編譯我們的代碼和數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)按照虛擬地址空間的方式給我們的代碼和數(shù)據(jù)進(jìn)行編址，也就是它也會(huì)按照32位的方式進(jìn)行編址。

只有?？臻g、堆空間對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)沒有進(jìn)行編址，因?yàn)樗鼈兪切枰趦?nèi)存中動(dòng)態(tài)申請(qǐng)的。其他的代碼都會(huì)完成編址。

（3）物理地址的來源

程序內(nèi)部使用的地址（邏輯地址），在程序加載到內(nèi)存時(shí)，會(huì)天然具有物理地址。因?yàn)檫壿嫷刂泛臀锢淼刂返谋硎痉椒ㄏ嗤?，所以邏輯地址就是物理地址，不用改變。只不過我們?yōu)槌绦騼?nèi)部的地址起了一個(gè)名稱 - 邏輯地址，加以辨識(shí)罷了。

注意：通常情況下，邏輯地址、物理地址、虛擬地址的表示方式是一樣的，都采用32位的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。這也就是為什么編譯器可以以統(tǒng)一的視角來編譯代碼，編完可以直接用的原因所在。

———— 我是一條知識(shí)分割線 ————

（4）CPU與可執(zhí)行程序交互的原理

代碼編譯好加載到內(nèi)存后，會(huì)生成對(duì)應(yīng)的虛擬地址，且在內(nèi)存中的代碼天然具有物理地址。操作系統(tǒng)會(huì)用?main函數(shù)入口和結(jié)束處的虛擬地址等數(shù)據(jù)，初始化進(jìn)程虛擬地址空間（主要是代碼區(qū)）和進(jìn)程對(duì)應(yīng)的頁表，再將虛擬地址空間初始化好的地址加載到CPU的寄存器中。

CPU通過虛擬地址，經(jīng)過頁表映射，找到對(duì)應(yīng)物理地址中數(shù)據(jù)并進(jìn)行獲取。CPU讀進(jìn)來的都是指令，指令中包含地址，這里的地址是虛擬地址。

CPU處理完數(shù)據(jù)之后，再將數(shù)據(jù)通過虛擬地址，經(jīng)過頁表映射，寫入到對(duì)應(yīng)物理地址的內(nèi)存中。

具體圖示如下，下圖中的地址都是虛擬地址（物理內(nèi)存中的虛擬地址來源于代碼編譯生成的虛擬地址）

所以，在整個(gè)訪問過程中，CPU輸入輸出的都是虛擬地址，CPU壓根兒就沒有見到物理地址，也即是說CPU不會(huì)對(duì)物理地址進(jìn)行直接訪問。

在我們對(duì)代碼進(jìn)行 debug（調(diào)試）時(shí)，程序已經(jīng)運(yùn)行起來了，此時(shí)我們通過監(jiān)視窗口看到寄存器相關(guān)的地址都是虛擬地址。

總結(jié)：虛擬進(jìn)程地址的使用，讓進(jìn)程可以以統(tǒng)一的視角，來看待代碼和數(shù)據(jù)的各個(gè)區(qū)域，方便使用；

———— 我是一條知識(shí)分割線 ————

（5）邏輯地址知識(shí)補(bǔ)充

注意：Linux下我們編譯可執(zhí)行程序的格式的編碼格式為 ELF

邏輯地址有兩種常見的編址方式，一種是線性編址方式，另一種是區(qū)域編址方式。這兩種生成的都是邏輯地址，但是因?yàn)?span style="color:#4da8ee;">線性編址編出來的地址和物理地址的表示方法相同，因此當(dāng)程序內(nèi)部使用線性編址時(shí)，在程序加載到內(nèi)存之后，該程序就天然具有了物理地址。

• 線性編址（常用）

地址從0開始，假設(shè)普通代碼占了100個(gè)字節(jié)（每個(gè)字節(jié)一個(gè)地址），那么其他數(shù)據(jù)代碼從101個(gè)地址開始，繼續(xù)向下呈線性編址

• 區(qū)域編址（不常用 - 了解）

區(qū)域編址，采用的是區(qū)域起始地址加偏移量的方式，當(dāng)代碼加載到內(nèi)存時(shí)，每一個(gè)地址都要做修改才能轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的物理地址。因?yàn)檫@種編制方式，使得地址時(shí)一塊塊區(qū)域區(qū)分開來的，我們可以使用物理地址的起始地址+對(duì)應(yīng)的偏移量，找到對(duì)應(yīng)邏輯地址。

地址從0開始，代碼區(qū)的普通代碼編址完成后，數(shù)據(jù)區(qū)的地址重新從0開始編址，呈現(xiàn)了區(qū)域性。

結(jié)語?

?????Linux進(jìn)程地址空間 的知識(shí)大概就講到這里啦，博主后續(xù)會(huì)繼續(xù)更新更多Linux操作系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)，干貨滿滿，如果覺得博主寫的還不錯(cuò)的話，希望各位小伙伴不要吝嗇手中的三連哦！你們的支持是博主堅(jiān)持創(chuàng)作的動(dòng)力！?????文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-453606.html

到了這里，關(guān)于【Linux初階】進(jìn)程地址空間 | CUP與可執(zhí)行程序的交互原理的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！