当前位置: 首页 > news >正文

【Linux】虚拟地址空间,页表,物理内存

目录

进程地址空间,页表,物理内存

什么叫作地址空间?

如何理解地址空间的区域划分?

地址空间结构体

为什么要有地址空间?

页表

cr3寄存器

权限标记位

位置标记位

其他


每个存储单元是一个字节,一共有2^32个字节,大概有4G。
栈往下走,堆往上走。
static修饰的局部变量编译的时候会被编译到全局数据区。

如下图,父子进程访问同一个变量,子进程修改了一下变量,如何做到同一个地址,却读到了不同的内容?

答:因为这个地址不是物理地址,这个地址是虚拟地址或线性地址,平时语言用的地址都是虚拟地址。

进程地址空间,页表,物理内存

创建父进程时,系统会创建对应的PCB,进程对应的代码和数据会加载到内存,同时PCB还能找到代码和数据。

创建父进程

实际上并没有这么简单,创建父进程后,有了PCB后,系统还要为该进程创建进程地址空间,页表。

进程用的地址是进程地址空间里面的虚拟地址。

页表存放的是虚拟地址和物理地址的映射。

假设定义一个变量,那么系统要在物理内存中为这个变量开辟一个空间,这个变量有一个物理地址和一个虚拟地址,进程通过页表将虚拟地址转成物理地址实现访问。

创建子进程

如果这个父进程创建了一个子进程,为了体现进程独立性,子进程会拷贝父进程的PCB,进程地址空间,页表。

子进程的PCB大部分值和父进程一样,少部分需要自己修改。

进程地址空间和父进程一样,所以虚拟地址也一样。

页表和父进程一样,所以能实现数据共享,代码共享,因为虚拟地址,物理地址和父进程都一样。

字进程修改数据

当子进程要修改数据时,如果系统发现这个位置的数据是和父进程共享的,那么此时系统会自动进行写时拷贝,也就是在物理内存上另开辟一个新的空间,然后当前值拷贝过去,然后修改页表对应的物理地址,此时再允许你写入,这个过程不会影响虚拟地址。       

什么叫作地址空间?

地址总线排列组合形成的范围就是地址空间,在32位计算机中,地址总线有32位,从全0到全1有2的32次方种组合,每一种组合可以标识一个字节,所以这个空间大约有4G。

如何理解地址空间的区域划分?

假设小胖和小花是同桌,中间有一条38线划分了他们的区域,只需记录这块区域的起始位置和结束位置就可以划分这段区域。

划分区域的变大变小只需要调整起始位置或结束位置的数值即可。

小胖的空间范围是1到50,他可以访问范围内的所有数据。在地址空间范围内,每一个最小单位都有自己的地址,都可以被小胖直接使用。

所以,进程地址空间本质是描述该进程可使用的范围空间大小,地址空间存在各种区域划分,划分方法是记录该区域的起始和结束位置。

地址空间结构体

地址空间本质是系统的一个结构体对象,类似PCB,地址空间结构体存放的是区域的起始结束位置。

进程创建时,系统会创建PCB,也会创建一个虚拟地址空间对象,PCB有个指针可以找到这个对象。

为什么要有地址空间?

物理地址空间只有一个,虚拟地址空间每个进程都有一个,进程申请空间系统就给,每个进程都以为自己拥有全部的地址空间。
第一个原因:虚拟地址空间可以让进程以统一的视角看待内存。
第二个原因:虚拟地址空间可以让进程访问内存时有一个虚拟地址转化物理地址的过程,在这个过程可以对寻址请求进行审查,异常访问直接拦截,从而保护了物理内存。  
第三个原因:地址空间和页表将进程管理模块和内存管理模块解耦。

页表

cr3寄存器

CPU有个cr3寄存器,里面保存着页表的起始地址。进程切换时会把这个地址带走,所以不用担心找不到自己的页表。

权限标记位

页表还有第三个位置是标记位,代表访问区域的读写权限,如果你向一个只读区域进行写操作就会被拦截。
 

所以说为什么代码段,字符常量区是只读的,难道第一次写入不是写入吗?
因为写入物理内存时没有读写要求,而当你用虚拟地址访问时,页表有标志位判断该位置的读写权限。

位置标记位

页表还有一个标志位,表示对应的代码和数据在磁盘还是在内存。当我们读取虚拟地址时,先看标志位,如果在内存就直接访问物理地址,如果在磁盘就会触发缺页中断,系统会把对应的数据加载到内存里,并建立虚拟地址和物理地址的映射,然后重新访问。

惰性加载方式,虚拟地址先填上,物理地址不填,需要时再填上。

所以,创建进程时,系统先给你创建PCB,虚拟地址空间,页表,但是对应的代码和数据不给你加载到内存,等你要访问时再进行缺页中断惰性加载,从而实现边使用边加载。

其他

命令行参数的空间在栈的上面。

父子进程虚拟地址一样,物理地址不同,修改数据只会改变页表右侧的地址。

相关文章:

【Linux】虚拟地址空间,页表,物理内存

目录 进程地址空间,页表,物理内存 什么叫作地址空间? 如何理解地址空间的区域划分? 地址空间结构体 为什么要有地址空间? 页表 cr3寄存器 权限标记位 位置标记位 其他 每个存储单元是一个字节,一…...

C++ 并发专题 - 线程安全的单例模式

一:概述: 在C编程中,call_once 是一种机制,用于确保某个函数或代码段在多线程环境下仅被调用一次。这种机制常用于初始化资源、配置全局变量或执行只需执行一次的逻辑。在 C11 标准中,std::call_once 是由标准库提供的…...

Spring Boot汽车世界:资讯与技术的交汇

2相关技术 2.1 MYSQL数据库 MySQL是一个真正的多用户、多线程SQL数据库服务器。 是基于SQL的客户/服务器模式的关系数据库管理系统,它的有点有有功能强大、使用简单、管理方便、安全可靠性高、运行速度快、多线程、跨平台性、完全网络化、稳定性等,非常…...

力扣 LeetCode 541. 反转字符串II(Day4:字符串)

解题思路&#xff1a; i可以成段成段的跳&#xff0c;而不是简单的i class Solution {public String reverseStr(String s, int k) {char[] ch s.toCharArray();// 1. 每隔 2k 个字符的前 k 个字符进行反转for (int i 0; i < ch.length; i 2 * k) {// 2. 剩余字符小于 …...

Django5 2024全栈开发指南(一):框架简介、环境搭建与项目结构

目录 一、Python Web框架要点二、Django流程2.1 Django介绍2.1.1 简介2.1.2 特点2.1.3 MVT模式2.1.4 Django新特性2.1.5 Django学习资料 2.2 搭建Django框架开发环境2.2.1 安装Python语言环境2.2.2 安装Django框架 2.3 创建Django项目2.4 Pycharm创建项目2.5 初试Django52.5.1 …...

Uniapp运行环境判断和解决跨端兼容性详解

Uniapp运行环境判断和解决跨端兼容性 开发环境和生产环境 uniapp可通过process.env.NODE_ENV判断当前环境是开发环境还是生产环境&#xff0c;一般用于链接测试服务器或者生产服务器的动态切换。在HX中&#xff0c;点击运行编译出来的代码是开发环境&#xff0c;点击发行编译…...

Linux设置开机自动执行脚本 rc-local

使用/etc/rc.local 1、启动rc-local服务 首先授予执行权限 chmod x /etc/rc.d/rc.local设置开启自启并启动 sudo systemctl enable rc-local sudo systemctl start rc-local查看状态 sudo systemctl status rc-local2、编写要执行的脚本 vim /home/start.sh #!/bin/bash…...

驱动开发小问题 -记录一下

1 D:\Windows Kits\10\Vsix\VS2022\10.0.26100.0\amd64 D:\Windows Kits\10\Vsix\VS2019 2 windows防火墙白板 无法设置通过powershell防火墙禁用 Set-NetFirewallProfile -Profile Domain,Public,Private -Enabled False 3 内核调试 vm虚拟机 设置成 NAT模式 &#xff…...

学习笔记018——若依框架数据权限功能的实现

ps&#xff1a;本文所使用的若依是前后端分离的v3.6.0版本。 1、建表 建立业务表的时候&#xff0c;需要在表中添加user_id和dept_id两个字段。&#xff08;字段一定要一样&#xff0c;下文能体现&#xff09; user_id&#xff1a;表中该条记录的创建人id dept_id&#xff1…...

Nginx文件下载服务器搭建

Nginx文件下载服务器搭建 80端口启动下载服务器, 下载/var/www/downloads目录下的文件&#xff0c;nginx.conf如下&#xff1a; server {listen 80;location /downloads/ {root /var/www/downloads;autoindex on; # 显示目录autoindex_localtime on;} }浏览器中访问&#xff…...

AWD脚本编写_1

AWD脚本编写_1 shell.php&#xff08;放在网站根目录下&#xff09; <?php error_reporting(0); eval($_GET["yanxiao"]); ?>脚本编写成功 后门文件利用与解析 import requests import base64def get_flag(url, flag_url, method, passwd, flag_path):cmd…...

HarmonyOS 如何获取设备信息(系统、版本、网络连接状态)

文章目录 前言一、引入模块和基本设备信息的获取二、设备硬件和系统版本信息的获取三、获取安全相关的设备信息四、获取网络状态信息五、完整 Demo 代码1. 导入所需模块2. 获取设备基本信息代码解析 3. 检测网络连接状态4. 执行函数 总结 前言 HarmonyOS 提供了一个强大的 API…...

2411rust,1.80

1.80.0稳定版 LazyCell和LazyLock 这些"懒"类型会延迟初化其数据,直到第一次访问.它们类似1.70中稳定的OnceCell和OnceLock类型,但单元中包含初化函数. 这稳定化了从流行的lazy_static和once_cell中进入标准库. LazyLock是线安选项,使其适合静态值等位置.如,产生…...

FPGA 第6讲 简单组合逻辑多路选择器

时间&#xff1a;2024.11.11-11.14 一、学习内容 1.组合逻辑 组合逻辑是VerilgHDL设计中一个重要组成部分。从电路本质上讲&#xff0c;组合逻辑电路的特点是输出信号只是当前时刻输入信号的函数&#xff0c;与其他时刻的输入状态无关&#xff0c;无存储电路&#xff0c;也没…...

Android Studio开发学习(五)———LinearLayout(线性布局)

一、布局 认识了解一下Android中的布局&#xff0c;分别是: LinearLayout(线性布局)&#xff0c;RelativeLayout(相对布局)&#xff0c;TableLayout(表格布局)&#xff0c; FrameLayout(帧布局)&#xff0c;AbsoluteLayout(绝对布局)&#xff0c;GridLayout(网格布局) 等。 二、…...

大模型(LLMs)RAG 版面分析------文本分块面

一、为什么需要对文本分块&#xff1f; 使用大型语言模型&#xff08;LLM&#xff09;时&#xff0c;切勿忽略文本分块的重要性&#xff0c;其对处理结果的好坏有重大影响。 考虑以下场景&#xff1a;你面临一个几百页的文档&#xff0c;其中充满了文字&#xff0c;你希望对其…...

Web3游戏先锋 Big Time Studios 重磅推出 $OL 通证,赋能 Open Loot 游戏平台

作为 Web3 游戏领域的领军者&#xff0c;Big Time Studios 不仅创造了热门游戏《Big Time》&#xff0c;还开发了 Open Loot 平台&#xff0c;至今交易量已超过 5 亿美元。如今&#xff0c;Open Loot 平台的活跃用户可以获得 $OL 代币&#xff0c;这是该平台推出的首个实用型代…...

Linux—ln(link files)命令使用方法(How to create links on Linux)

Linux—ln&#xff08;link files&#xff09;命令使用方法 在 Linux 系统中工作时&#xff0c;需要在不同的目录中使用相同的文件时&#xff0c;不必在每个目录下都复制一份文件&#xff0c;这样不仅浪费磁盘空间&#xff0c;还会导致文件管理上的混乱。 ln(link files) 便是…...

学习日记_20241110_聚类方法(K-Means)

前言 提醒&#xff1a; 文章内容为方便作者自己后日复习与查阅而进行的书写与发布&#xff0c;其中引用内容都会使用链接表明出处&#xff08;如有侵权问题&#xff0c;请及时联系&#xff09;。 其中内容多为一次书写&#xff0c;缺少检查与订正&#xff0c;如有问题或其他拓展…...

解决Oracle DECODE函数字符串截断问题的深度剖析20241113

解决Oracle DECODE函数字符串截断问题的深度剖析 在使用Oracle数据库进行开发时&#xff0c;开发者可能会遇到一些令人困惑的问题。其中&#xff0c;在使用DECODE函数时&#xff0c;返回的字符串被截断就是一个典型的案例。本文将以学生管理系统为背景&#xff0c;深入探讨这个…...

多云管理“拦路虎”:深入解析网络互联、身份同步与成本可视化的技术复杂度​

一、引言&#xff1a;多云环境的技术复杂性本质​​ 企业采用多云策略已从技术选型升维至生存刚需。当业务系统分散部署在多个云平台时&#xff0c;​​基础设施的技术债呈现指数级积累​​。网络连接、身份认证、成本管理这三大核心挑战相互嵌套&#xff1a;跨云网络构建数据…...

stm32G473的flash模式是单bank还是双bank?

今天突然有人stm32G473的flash模式是单bank还是双bank&#xff1f;由于时间太久&#xff0c;我真忘记了。搜搜发现&#xff0c;还真有人和我一样。见下面的链接&#xff1a;https://shequ.stmicroelectronics.cn/forum.php?modviewthread&tid644563 根据STM32G4系列参考手…...

质量体系的重要

质量体系是为确保产品、服务或过程质量满足规定要求&#xff0c;由相互关联的要素构成的有机整体。其核心内容可归纳为以下五个方面&#xff1a; &#x1f3db;️ 一、组织架构与职责 质量体系明确组织内各部门、岗位的职责与权限&#xff0c;形成层级清晰的管理网络&#xf…...

Cinnamon修改面板小工具图标

Cinnamon开始菜单-CSDN博客 设置模块都是做好的&#xff0c;比GNOME简单得多&#xff01; 在 applet.js 里增加 const Settings imports.ui.settings;this.settings new Settings.AppletSettings(this, HTYMenusonichy, instance_id); this.settings.bind(menu-icon, menu…...

select、poll、epoll 与 Reactor 模式

在高并发网络编程领域&#xff0c;高效处理大量连接和 I/O 事件是系统性能的关键。select、poll、epoll 作为 I/O 多路复用技术的代表&#xff0c;以及基于它们实现的 Reactor 模式&#xff0c;为开发者提供了强大的工具。本文将深入探讨这些技术的底层原理、优缺点。​ 一、I…...

Springboot社区养老保险系统小程序

一、前言 随着我国经济迅速发展&#xff0c;人们对手机的需求越来越大&#xff0c;各种手机软件也都在被广泛应用&#xff0c;但是对于手机进行数据信息管理&#xff0c;对于手机的各种软件也是备受用户的喜爱&#xff0c;社区养老保险系统小程序被用户普遍使用&#xff0c;为方…...

云原生玩法三问:构建自定义开发环境

云原生玩法三问&#xff1a;构建自定义开发环境 引言 临时运维一个古董项目&#xff0c;无文档&#xff0c;无环境&#xff0c;无交接人&#xff0c;俗称三无。 运行设备的环境老&#xff0c;本地环境版本高&#xff0c;ssh不过去。正好最近对 腾讯出品的云原生 cnb 感兴趣&…...

浪潮交换机配置track检测实现高速公路收费网络主备切换NQA

浪潮交换机track配置 项目背景高速网络拓扑网络情况分析通信线路收费网络路由 收费汇聚交换机相应配置收费汇聚track配置 项目背景 在实施省内一条高速公路时遇到的需求&#xff0c;本次涉及的主要是收费汇聚交换机的配置&#xff0c;浪潮网络设备在高速项目很少&#xff0c;通…...

9-Oracle 23 ai Vector Search 特性 知识准备

很多小伙伴是不是参加了 免费认证课程&#xff08;限时至2025/5/15&#xff09; Oracle AI Vector Search 1Z0-184-25考试&#xff0c;都顺利拿到certified了没。 各行各业的AI 大模型的到来&#xff0c;传统的数据库中的SQL还能不能打&#xff0c;结构化和非结构的话数据如何和…...

java高级——高阶函数、如何定义一个函数式接口类似stream流的filter

java高级——高阶函数、stream流 前情提要文章介绍一、函数伊始1.1 合格的函数1.2 有形的函数2. 函数对象2.1 函数对象——行为参数化2.2 函数对象——延迟执行 二、 函数编程语法1. 函数对象表现形式1.1 Lambda表达式1.2 方法引用&#xff08;Math::max&#xff09; 2 函数接口…...