虚拟寻址v.s.物理寻址

Question

我不太明白“多个独立虚拟地址，指向相同的物理地址”的好处，即使我阅读了很多书籍和帖子，

，类似的问题Difference between physical addressing and virtual addressing concept，

帖子声称程序不会相互崩溃，

  

“通常，特定的物理页面只映射到一个应用程序   虚拟空间“

嗯，在http://tldp.org/LDP/tlk/mm/memory.html中，在“共享虚拟内存”一节中，它说

  

“例如，系统中可能有多个进程在运行   bash命令shell。一个，而不是有几个bash的副本   在每个进程虚拟地址空间中，最好只有一个   复制物理内存和运行bash共享的所有进程   它“。

如果一个物理地址（例如，shell程序）映射到两个独立的虚拟地址，那怎么能不崩溃？它与使用物理寻址不一样吗？

虚拟寻址提供什么，这是物理寻址不可能或不方便的？如果不存在虚拟内存，即两个直接指向同一物理内存？我认为，通过使用一些协调机制，它仍然可以工作。那么为什么要打扰“虚拟寻址，MMU，虚拟内存”呢？

Answer 1

此功能有两个主要用途。

首先，您可以在进程之间共享内存，可以通过共享页面进行通信。事实上，共享内存是IPC最简单的形式之一。

但共享只读页面也可用于避免无用的复制：大多数情况下，程序代码在加载到内存后不会改变，因此其内存页面可以在运行的所有进程之间共享那个节目。显然只有代码是共享的，包含堆栈，堆的内存页面以及一般程序中的数据（或者，如果您愿意，状态）不会被共享。

这个技巧通过“写入时复制”得到改善。可执行文件的代码通常在运行时不会改变，但是有些程序实际上是自我修改的（过去很常见，当大部分开发仍然在程序集中完成时）;为了支持这些东西，操作系统执行如前所述的只读共享，但是，如果它检测到其中一个共享页面上的写入，则会禁用此页面的共享，创建它的独立副本并让程序写入那里。

这种技巧在数据不太可能发生变化的情况下特别有用，但可能会发生。

可以使用这种技术的另一种情况是当进程分叉时：而不是复制每个内存页（如果子进程立即执行exec，则完全无用），新进程与父进程共享所有内存页面都在写入模式下复制，允许快速创建进程，仍然“伪造”“经典”fork行为。

Answer 2

  

如果一个物理地址（例如，shell程序）映射到两个独立的虚拟地址

可以构建多个进程来共享一块内存;例如一个作为服务器写入内存，另一个作为客户端读取，或读取和写入。这是进行进程间通信（IPC）的一种非常快速的方法。 （其他解决方案，例如管道和套接字，需要将数据复制到内核，然后再转移到共享内存跳过的其他进程。）但是，与任何IPC解决方案一样，程序必须协调其读取并通过某种消息传递协议写入共享内存区域。

此外，示例中“运行bash命令shell的系统中的几个进程”将共享其地址空间的只读部分，其中包括代码。它们可以同时执行相同的内存中代码，并且不会相互杀死，因为它们无法修改它。

在报价中

  

通常，特定物理页面仅映射到一个应用程序的虚拟空间

“一般”部分应该“通常”：内存页面不共享，除非您将它们设置为，或者除非它们是只读的。