進程的虛擬地址空間

進程有自己的獨立地址空間，每啟動一個進程，系統(tǒng)就會為它分配地址空間，虛擬地址空間的大小由計算機的硬件平臺決定，比如32位的平臺決定了虛擬地址空間為4G（因為32位系統(tǒng)上指針能夠?qū)ぶ返姆秶?³²）

這4G空間的分配如下：

• 由上圖可知，進程的虛擬內(nèi)存被分為若干個“段”；
• 每個段其實還被分成了若干個“塊”，我們將這個“塊”稱為“頁”；
• 內(nèi)存的映射（虛擬地址和物理地址之間的轉(zhuǎn)換）也是以“頁”為單位的；
• 一般來說一頁的大小4K；
• 交換空間（內(nèi)存‘【這里說的是物理內(nèi)存】不夠時使用，把當前不使用的數(shù)據(jù)或者臨時數(shù)據(jù)放入到交換分區(qū)中），在防止數(shù)據(jù)塊到交換分區(qū)時，也是以"頁"為單位的，這個過程我們稱為“換出”，再由交換分區(qū)調(diào)入內(nèi)存，我們稱為“換入”，整個過程即為“換頁”

注意：虛擬地址一般由段號、頁號、頁中偏移量構(gòu)成，從而最終計算出你的物理地址；

缺頁：消除了進程全部載入內(nèi)存中，按需調(diào)頁（也就是換頁）；

以上就是Linux的段頁式內(nèi)存管理

1.內(nèi)核空間（1G）

駐留在內(nèi)存內(nèi)，是操作系統(tǒng)的一部分，內(nèi)核空間為內(nèi)核保留，不允許應(yīng)用程序讀寫該區(qū)域或調(diào)用內(nèi)核代碼。

2 棧(stack)

包括以下內(nèi)容和用途：

• 1 函數(shù)的返回值和參數(shù)。
• 2 臨時變量，包括非靜態(tài)局部變量，以及編譯器自動生成的臨時變量。
• 3 保存上下文：包括函數(shù)調(diào)用前后需保持不變的寄存器。

3 內(nèi)存映射段(mmap)

該區(qū)域用于映射可執(zhí)行文件用到的動態(tài)鏈接庫。若可執(zhí)行文件依賴共享庫，則系統(tǒng)會為這些動態(tài)庫在從0x40000000開始的地址分配相應(yīng)空間，并在程序裝載時將其載入到該空間。

在Linux 內(nèi)核中，共享庫的起始地址被往上移動至更靠近棧區(qū)的位置。

4 堆(heap)

堆用于存放進程運行時動態(tài)分配的內(nèi)存段，可動態(tài)擴張或縮減。堆中內(nèi)容是匿名的，不能按名字直接訪問，只能通過指針間接訪問。

當進程調(diào)用malloc©/new(C++)等函數(shù)分配內(nèi)存時，新分配的內(nèi)存動態(tài)添加到堆上(擴張)；當調(diào)用free©/delete(C++)等函數(shù)釋放內(nèi)存時，被釋放的內(nèi)存從堆中剔除(縮減) 。

5 .BSS段

.BSS(Block Started by Symbol)段中通常存放程序中以下符號：

• 1 未初始化的全局變量和靜態(tài)局部變量
• 2 初始值為0的全局變量和靜態(tài)局部變量(依賴于編譯器實現(xiàn))
• 3 未定義且初值不為0的符號(該初值即common block的大小)

6 數(shù)據(jù)段(.Data)

數(shù)據(jù)段通常用于存放程序中已初始化且初值不為0的全局變量和靜態(tài)局部變量。

數(shù)據(jù)段屬于靜態(tài)內(nèi)存分配(靜態(tài)存儲區(qū))，可讀可寫。

7 代碼段(text)

代碼段也稱正文段或文本段，通常用于存放程序執(zhí)行代碼(即CPU執(zhí)行的機器指令)。一般C語言執(zhí)行語句都編譯成機器代碼保存在代碼段。

通常代碼段是可共享的，因此頻繁執(zhí)行的程序只需要在內(nèi)存中擁有一份拷貝即可。

代碼段通常屬于只讀，以防止其他程序意外地修改其指令(對該段的寫操作將導(dǎo)致段錯誤)。

某些架構(gòu)也允許代碼段為可寫，即允許修改程序。

8 保留區(qū)

位于虛擬地址空間的最低部分，未賦予物理地址。

任何對它的引用都是非法的，用于捕捉使用空指針和小整型值指針引用內(nèi)存的異常情況。

一個頁面的大小為4K（212），

——因此進程可以使用220個頁面

注：絕大多數(shù)處理器上的內(nèi)存頁的默認大小都是 4KB，雖然部分處理器會使用 8KB、16KB 或者 64KB 作為默認的頁面大小，但是 4KB 的頁面仍然是操作系統(tǒng)默認內(nèi)存頁配置的主流

邏輯地址

在某一段程序中，我們輸出的變量內(nèi)存地址，其實是邏輯地址，也就是進程的地址空間。

虛擬地址向物理地址的轉(zhuǎn)換依靠的是內(nèi)存管理單元（MMU）

有些時候，父子進程的某個變量的輸出地址可能相同，只可能是其邏輯地址相同，要想知道它們在內(nèi)存中的物理地址，就必須根據(jù)邏輯地址判斷頁表號，再根據(jù)各自的頁表進行映射，找到其在內(nèi)存中的具體位置，，不同進程的邏輯地址沒有可比性，但是如果在同一個進程中，若地址相同，那就證明其在同一段物理內(nèi)存中。

如圖，在上述圖片中，假設(shè)父子進程的兩個變量的邏輯地址均為4097，那么其就應(yīng)該在頁表號為1的頁面上且偏移量為2（0-4095）的位置，在根據(jù)頁表號映射出其在物理內(nèi)存中的真實地址。

為什么我們在程序中不使用物理地址？

因為在運行程序的目標主機上，我們不知道當前哪些物理頁面是空閑的，如果我們程序?qū)懙亩际俏锢眄撁?，比如說，第一個進程說它要用0，1，2，3號頁面，假設(shè)其子進程也要用0，1，2，3號頁面，就沖突了，然后其他頁面是空閑的。我們在編程途中不知道其他程序會用哪些物理頁面，我們無法預(yù)知將要運行的主機上哪些物理頁面是空閑，而且物理頁面的空閑頁面是變化的，每次開機，空閑的頁面是不一樣的，我們無法確定，所以我們只能看邏輯地址，就像跳舞一樣，每個人有相對其他人的位置，跳舞的隊列是不變的，但是有可能在操場跳舞，或者在廣場跳舞。我們只能記錄相對位置，然后通過頁表映射，頁表的更新，確定哪個物理頁面是空閑的。

進程管理命令

pstree:樹狀結(jié)構(gòu)顯示進程

ps：報告程序狀況

這一命令用來顯示某一時間點的進程信息，這些信息是靜態(tài)的，

若想查看當前系統(tǒng)運行的動態(tài)程序信息 可以使用top命令。

top:

下面列舉一些常用的選項：

ps -ef：顯示所有程序，并以ASCII字符顯示樹狀結(jié)構(gòu)，表達程序間的相互關(guān)系

• -e和-A的意思是一樣的，即顯示有關(guān)其他用戶進程的信息，包括那些沒有控制終端的進程。
• -f顯示用戶id，進程id，父進程id，最近CPU使用情況，進程開始時間等等

ps -l：長格式輸出

ps -aux：顯示當前終端所有進程（a）

注意與ps aux區(qū)分：列出正在運行的所有進程

用戶名 進程ID %CPU %內(nèi)存 虛擬內(nèi)存 固定內(nèi)存 終端 狀態(tài) 起始時間 CPU時間 程序指令

ps -x：當前用戶在所有終端下的進程

ps -u：以用戶格式輸出

ps -elf：顯示系統(tǒng)內(nèi)的所有進程

列名解釋：

如何殺死一個進程

• kill  pid：結(jié)束pid進程
• pkill：結(jié)束進程族
• kill -9 pid：強制結(jié)束一個進程該，命令行可以使用`-9`參數(shù)來強制殺死進程

pkill sleep：可以結(jié)束后臺掛起的所用名叫sleep的進程

掛起是一種省電模式，系統(tǒng)將機器的硬盤，顯示器等外部設(shè)備停止工作，而CPU，內(nèi)存仍然在工作中，等待用戶隨時喚醒。

• kill -stop pid：掛起一個進程
•  jobs：查看被掛起的程序工作號
• command &：直接在后臺運行程序

用grep命令和kil命令結(jié)合殺死一個目標進程

如何在后臺運行一個進程 

命令+&

eg：

• sleep 300&
• sleep 300 &

進程恢復(fù)

• fg 工作號：將掛起的作業(yè)放回到前臺執(zhí)行
• bg 工作號：將掛起的作業(yè)放到后臺執(zhí)行

總結(jié)

以上為個人經(jīng)驗，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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