1. 进程的地址空间

<aside> 📖 概念上的定义

char *p 可以和 intptr_t 互相转换

可以指向 “任何地方”

• 合法的地址 (可读或可写)
  • 代码 (main, %rip 会从此处取出待执行的指令)，只读
  • 数据 (static int x)，读写
  • 堆栈 (int y)，读写
  • 运行时分配的内存，读写
  • 动态链接库
• 非法的地址
  • NULL，导致 segmentation fault

进程的地址空间：若干连续的 “段”

• “段” 的内存可以访问
• 不在段内/违反权限的内存访问 触发 SIGSEGV
• gdb 可以 “越权访问”，但不能访问 “不存在” 的地址 </aside>

<aside> 📖 操作系统提供查看进程地址空间的机制

pmap - report memory map of a process

本质是通过读取 /proc/[pid]/maps 实现

• RTFM: /proc/[pid]/maps (man 5 proc)

信息中包含：

• 进程地址空间中的每一段
• 地址 (范围) 和权限 (rwxsp)
• 对应的文件: offset, dev, inode, pathname </aside>

<aside> 📖 vDSO (virtual dynamic shared object)

无需陷入内核的系统调用，如 gettimeofday

维护有 vvar 这样的公共只读空间

系统调用就是一组接口的约定，并不一定要陷入内核态执行

</aside>

2. 进程的地址空间管理

<aside> 📖 管理进程地址空间的系统调用

进程的地址空间 = 内存里若干连续的 “段”

• 每一段是可访问 (读/写/执行) 的内存
• 可能映射到某个文件和/或在进程间共享

// 映射
void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags,
           int fd, off_t offset);
int munmap(void *addr, size_t length);
// 修改映射权限
int mprotect(void *addr, size_t length, int prot);

</aside>

<aside> 📖 映射

把文件映射到了进程地址空间：文件 = 字节序列 = 内存

可以快速完成大范围空间的映射

但这样也会产生Memory-Mapped File的一致性问题

</aside>

3. 地址空间的隔离

<aside> 📖 地址空间：实现进程隔离

每个 *ptr 都只能访问本进程 (状态机) 的内存

• 除非 mmap 显示指定、映射共享文件或共享内存多线程
• 实现了操作系统最重要的功能：进程之间的隔离 </aside>