前言

之前我们提到，创建子进程的时候，需要使用fork()函数，其中分别有id ==0和id >0的if函数，但是实验表明，两个if函数中的内容都得到了实现。按照我们之前所学，一个变量同一时间只能有一个值，那到底是怎么满足两个if都实现的呢？

1. fork函数

1.1 返回值：

fork函数在运行的时候创建新进程，新进程是子进程，旧进程是父进程。

fork函数的返回值：

>0:父进程，具体的数字是子进程的pid

==0：子进程

<0:出错

证明：

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
int main()
{pid_t id = fork();if(id==0){printf("我是子进程");printf("mypid:%d,myppid:%d\n",getpid(),getppid());printf("%p\n",&id);id = 5;//	printf("%p\n",&id);//	printf("%d\n",id);}else if(id>0){printf("我是父进程");printf("mypid:%d,myppid:%d\n",getpid(),getppid());printf("%p\n",&id);if(id==id){printf("1\n");}}return 0;
}

这里就能看出，子进程和父进程的关系以及>0的具体数字。

1.2 进程执行过程

当子进程创建后，会存在两个二进制代码相同的进程，分别是子进程和父进程，此时子进程中的数据和父进程的数据是相同的。因为子进程的创建是为了执行和父进程不同的任务，那么就避免不了对父进程的数据进行更改，那么此时操作系统就会给子进程重新开辟一块空间，存储子进程自己修改的数据，而未被修改的数据，就还是和父进程用一样的。这便是写时拷贝。

写时拷贝：等到修改数据时才真正分配内存空间，这是对程序性能的优化，可以延迟甚至是避免内存拷贝，当然目的就是避免不必要的内存拷贝。

1.3 页表

知道了进程执行过程，但是我们好像还是没有解决为什么id会有两个值同时出现的问题。

通过在父进程和子进程中分别打印id的地址，我们知道他们的地址是一样的。

但是我们知道，物理地址对应的数据是唯一的，那么我们拿到的地址就肯定不是物理地址。

因此此时打印的地址是虚拟地址。

这是因为页表的存在。

页表中存在着虚拟地址，物理地址，以及标记位（如进程对应的代码和数据是否已经加入到内存中），访问权限等。

如果没有加载到内存当中，那么就会触发缺页中断。即暂停进程执行，直到进程的数据和代码加载到内存中。

为什么会有缺页中断呢？因为CPU加载数据时是采用的惰性加载方式，当需要的时候才进行加载。这样能避免造成内存浪费。

其中虚拟地址和物理地址存在映射的关系。我们需要通过虚拟地址访问物理地址。

需要注意的是，写时拷贝并不影响虚拟地址，只会改变其映射的物理地址。

页表的作用：

1. 让所有进程能以统一角度看待内存。（让进程不必知道具体的物理地址）

2.让非法命令不能直接到达物理地址

3. 由于程序地址空间和页表的存在，将进程管理模块和内存管理模块进行解耦合（独立性）

即进程管理模块只需要使用虚拟地址，不用关心物理地址。

此时的进程 =内核（tast_struct + mm_struct）+数据和代码 。

mm_struct存储程序地址空间。

页表的首地址存储在CPU内存中的一个CR3寄存器中，此寄存器属于进程的上下文，当切换进程时，会带走该数据。

切换进程时还要切换程序地址空间，而pcb指向程序地址空间。