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为何fork时父子进程中的变量地址相同?

时间:2023-03-09 23:34:10浏览次数:129  
标签:fork pid 父子 地址 num printf 进程

为何fork时父子进程中的变量地址相同?

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    // 当 pid > 0 时,说明这是在 父 进程中,并且此时的 pid 即为子进程的 id
    // 当 pid == 0 时,说明这是在 子 进程中,此时可通过 getpid 来获取子进程的id
    // 当 pid == -1 时,说明创建子进程失败,此时会将 错误信息 “放入” errno 全局变量中
    pid_t pid = fork();
    int num = 100;

    if (pid > 0) {
        // 这是父进程
        printf("son's pid = %d\\n", pid);
        num += 10;
        printf("dad process: num = %d\\n", num);
        printf("num's addr = %p\\n", &num);
    } else if (pid == 0) {
        // 这是子进程
        printf("son is created, it's pid = %d\\n", getpid());
        num -= 10;
        printf("son process: num = %d\\n", num);
        printf("num's addr = %p\\n", &num);
    }

    printf("together, num = %d\\n", num);
    return 0;
}

执行上述代码,结果如下:

image

可以看到,我们在最开始定义的num = 100,其后父子进程对它的修改都是独立的;

因为 fork 实现的是写时拷贝(这是一种推迟甚至避免拷贝的技术),

  • 当父子进程都对num进行读操作时,其共用一片地址;
  • 而当它们都对num进行写操作时,子进程会copy一份父进程的用户地址空间,并在这之上进行修改。

这就意味着num​ 在父子进程中的地址不同(即不指向同一片空间)。

但是在父子进程中分别输出num的地址时,它们却是一样的,这是为什么呢?

其原因如下:

num 相对于两个进程的逻辑地址一样 ,但是映射在物理空间就不一样了(虚拟空间每个进程都是共享的,映射到物理空间就可能会不一样)。

不同的进程访问同样的逻辑地址而对应的物理地址不同,是由于各自页表的不同。

linux系统下每个进程都拥有自己的页表,父进程fork出新的子进程时,子进程拷贝一份父进程的页表,且父子进程将页表状态修改为写保护。当父进程或子进程发生写操作时将会发生缺页异常,缺页异常处理函数将会为子进程分配新的物理地址。

标签:fork,pid,父子,地址,num,printf,进程
From: https://www.cnblogs.com/liuyxcc/p/why-is-the-variable-address-in-the-process-of-father-and

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