初识--Linux的虚拟地址空间

news2025/1/30 16:24:50

重新了解地址空间

在学习c/c++语言的时候,大家一定见过以下这张图

说的是程序会加载在如图的结构上,实际上,我们真的对他很了解吗,而在Linux进程控制这,就会有一个奇怪的现象

前提提要:简要介绍一下fork函数

进程=内核数据结构(PCB)+自己的代码以及数据

在Linux中,fork可以从当前进程创建一个新进程,创建的新进程为子进程,而当前当前进程就是子进程的父进程,而子进程会以父进程为模板,创建子进程

头文件在#include <unistd.h>
pid_t fork(void);
返回值：自进程中返回0，父进程返回子进程id，出错返回-1

进程调用fork，当控制转移到内核中的fork代码后，内核做：
1.分配新的内存块和内核数据结构给子进程
2.将父进程部分数据结构内容拷贝至子进程
3.添加子进程到系统进程列表当中

4.fork返回，开始调度器调度

这里先不深入讲解fork函数,主要是为接下来的行为做铺垫

请看以下代码

                                                                                                                              #include <stdio.h>                                                                                                                                                 
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
int g_val = 0;//全局变量

int main()
{
  pid_t id = fork();//创建进程
    
  if(id < 0){//创建进程错误
  perror("fork");
  return 0;
 }
  else if(id == 0){ //子进程返回码为0 这里就是子进程
  printf("child[%d]: %d : %p\n", getpid(), g_val, &g_val);//getpid返回当前进程的pid
 }else{ //父进程
    printf("parent[%d]: %d : %p\n", getpid(), g_val, &g_val);
 }
 sleep(1);
 return 0;
}

运行结果也如我们所料

parent[19376]: 0 : 0x601050
child[19377]: 0 : 0x601050

子进程和父进程的g_val的地址都是相同的,很正常.

奇怪的事情

如果我们对以上代码的两个进程的其中一个进行修改,会发生什么呢,大家不妨大胆猜测一下

                                                                                                                              #include <stdio.h>                                                                                                                                                 
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
int g_val = 0;//全局变量

int main()
{
  pid_t id = fork();//创建进程
    
  if(id < 0){//创建进程错误
  perror("fork");
  return 0;
 }
  else if(id == 0){ //子进程返回码为0 这里就是子进程

   g_val+=10;//我们在子进程这修改g_val的值

  printf("child[%d]: %d : %p\n", getpid(), g_val, &g_val);//getpid返回当前进程的pid
 }else{ //父进程
    printf("parent[%d]: %d : %p\n", getpid(), g_val, &g_val);
 }
 sleep(1);
 return 0;
}

在这里我们修改了全局变量g_val的值,嗯,因为是全局的,g_val地址对应的值只有一个,所以父子进程都应该打印g_val=10 对吧? 我们来看看实际的结果