进程（2）

程序地址空间

虚拟地址空间：虚拟地址空间是一个结构体 struct mm_struct给操作系统描述了一个完整连续的地址空间，每个进程都拥有一个该结构体，所有的进程都认为自己拥有全部的内存。

为什么要使用虚拟地址空间？
进程在通过虚拟地址从而获取变量数据,最终还是要去访问物理内存你的,因为数据存放在物理内存中.虚拟地址和物理地址通过页表完成映射,虚拟地址连续,物理地址不一定连续,通过映射转换实现数据的离散存储,内存使用率更高,而且有内存访问控制。

页表
由操作系统维护，将物理地址映射到虚拟地址的表叫页表。
MMU：内存管理单元，结合页表快速将物理地址转为虚拟地址的硬件。

页表不但记录了虚拟地址和物理地址的映射关系,还记录了这块地址的属性(rw属性)

pcb里的指针指向mm_struct,mm_struct通过页表映射到物理内存中的位置
在这里插入图片描述
多级页表

进程创建

fork()函数

它从已存在进程中创建一个新进程。新进程为子进程，而原进程为父进程，
进程调用fork()，当控制转移到内核中的fork()代码后，内核将：

分配新的内存块和内核数据给子进程
将父进程部分数据结构拷贝一份分配给子进程
添加子进程到系统进程列表中
fork()返回，开始调度

所以，fork之前父进程独立执行，fork之后，父子两个执行流分别执行。注意，fork之后，谁先执行完全由调度器决定。
fork函数返回值
子进程返回0
父进程返回子进程的id
fork()之后，父子进程代码共享，数据各自私有一份。

通常，父子代码共享，父子再不写入时，数据也是共享的，当任意一方试图写入，便以写时拷贝的方式各自一份副本
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进程终止

进程退出一般有三种结果：

代码跑完，结果正确
代码跑完，结果不正确
代码没跑完，程序异常退出，在运行期间被提前终止

exit函数和_exit函数

void _exit(int status);
void exit(int status);
exit函数和_exit函数都是用来终止进程的函数，

int main()
{
	printf("hellow");
	sleep(1);
	//exit (150);
	_exit(150);
}

上面这段代码中我们可以看到的现象是，exit函数打印结果为“hellow ",而_exit则直接终止了进程，并没有打印hellow,这里我们可以得出他们的区别是：_exit调用时会将进程直接终止，而exit最后也会调用exit, 但在调用exit之前，还做了其他工作：
1. 执行用户通过 atexit或on_exit定义的清理函数。
2. 关闭所有打开的流，所有的缓存数据均被写入
3. 调用_exit
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进程等待

进程退出后，所占的资源会立刻释放掉吗？
答案是不会。

进程等待必要性：

子进程退出后，父进程如果不管不顾，就会造成僵尸进程的问题，进而造成内存泄漏，
此时，父进程就需要通过进程等待的方式来读取子进程的状态，我们需要知道，子进程是否完成，结果对还是不对，
父进程就通过进程等待的方式回收子进程资源，获取子进程退出信息。

wait函数
pid_t wait(int*status);
返回值：
成功返回被等待进程pid，失败返回-1。
参数：
输出型参数，获子进程退出状态，不关心可以设成NULL。

接下来我们来谈一谈status,wait和waitpid，都有一个status参数，该参数是一个输出型参数，由操作系统填充，有32位，它的结构是这样的：
在这里插入图片描述
低八位用来存放终止信号，用来判断进程退出是否出现异常，若为0则是正常退出，若不为0则是异常退出；次低八位则存放的是进程的退出状态，也就是退出码，

waitpid函数
*pid_ t waitpid(pid_t pid, int status, int options)
pid:这里的pid指的是父进程所等待的id，所等待的id不同意义也不同
1. pid>0,只等待进程id等于子进程ID的进程，不管有其他多少子进程退出了，只要指定等待的子进程没有退出，就一直等下去
2. pid=-1,等待任何一个子进程退出，没有限制，这里和wait方法是一样的没有区别
3. pid=0,等待同一个进程组的子进程，如果子进程已经进入了其他的进程组，waitpid则不予理睬
4. pid<-1时，等待一个指定进程组中的任何子进程，这个进程组的ID等于pid的绝对值。
options:
options提供了一些额外的选项来控制waitpid，
目前在Linux中只支持WNOHANG和WUNTRACED两个选项，这是两个常数，可以用"|"运算符把它们连接起来使用.
WNOHANG:若pid指定的子进程没有结束，则waitpid()函数返回0，不予等待；若正常结束则返回该子进程的id。