Question

我目前正在研究the video lecture操作系统的内存管理。讲师说，

实际上，您可能有，而且在很多情况下是过程存储器的几个部分，甚至在以下位置都无法访问所有。也就是说，它们既不会从内存中执行，加载或存储。

我不明白这句话，因为即使在一个简单的C程序中，我们也会访问它的整个地址空间。不是吗？

#include <stdio.h>
int main()
{
   printf("Hello, World!");
   return 0;
}

您能解释一下这句话吗？如果可能的话，您可以提供一个示例程序，其中“进程存储器的几个部分，在运行时甚至根本无法访问”。

Answer 1

假设您有一个庞大而复杂的实用程序（例如，编译器），并且用户向其寻求帮助（例如，他们键入gcc --help而不是要求它编译任何东西）。在这种情况下，会使用多少实用程序的代码和数据？

大多数程序具有未使用的各种可选部分（例如，与图形兼容的某些东西将具有一些用于每个像素16位的代码，以及用于每个像素32位的其他代码，并将确定要使用和不使用的代码其他代码）。大多数堆分配器都是“渴望的”（例如，他们会要求操作系统提供20 MiB的空间，然后可能仅“ malloc() 2 MiB的空间）。有时程序会内存映射一个巨大的文件，但随后只能访问一个一小部分。

即使是琐碎的“ hello world”示例代码；虚拟地址空间可能包含一个巨大的（几个MiB）共享库，以支持许多C标准库函数（例如puts()，fprintf()，sprintf()等），并且仅您的程序使用该共享库的一小部分；并且您的程序可能会为其堆栈保留一个保守的空间（例如，其堆栈可能会保留20 KiB的空间），然后可能仅使用数百个字节的堆栈。

Answer 2

在虚拟内存系统中，进程的地址空间是在启动时在辅助存储区中创建的。几乎没有或什么都没有放置在内存中。例如，操作系统可以使用可执行文件作为代码和静态数据的页面文件。它只是建立了一个内部结构，该结构表示某些内存范围已映射到可执行文件中的这些块。共享库也是如此。其他数据将映射到page file。

在您的程序运行时，它开始快速启动页面错误，因为内存中没有任何内容，并且操作系统必须从辅助存储中加载它。

如果程序没有引用某些内容，则永远不会将其加载到内存中。

如果您将全局变量声明为

char somedata [1045];

，并且您的程序从不引用该变量，也永远不会将其加载到内存中。代码也一样。如果您的代码页已完成执行（例如错误处理代码），则不会加载该页面。如果链接到共享库，则可能会包含很多从未使用过的功能。同样，如果不执行它们，则不会加载它们。

Answer 3

首先，并不是所有的地址空间都始终由物理内存支持，尤其是如果您的地址空间覆盖了2 ^{48 +}个字节，而您的计算机则没有（这是并不是说您不能将大部分地址空间映射到单个物理内存页面，这对任何东西都没有多大用处。

然后可能有目的地永久地无法访问地址空间的某些部分，例如虚拟地址0附近的几页（以捕获NULL指针取消引用）。

正如在其他答案中指出的那样，在按需加载程序时，您可能为程序保留了部分地址空间，但是如果该程序恰巧不需要其任何代码或那里的数据，那里也不需要加载程序。

访问过程存储部件

3 个答案: