Intel80X86内存模型及它的工作原理

1 在Unix操作系统中，段(segment)是一块以二进制出现的相关内容。

在Intel80X86内存模型中，段是内存模型设计的结果，在80X86内存模型结构中，各处理器的地址空间不一致（为了保持兼容性），因此它们被分割成以64K为基本单位的区域，每个这样的区域称为段。

8086中的段是一块64K的内存区域，由一个段寄存器指向。

内存地址的形成过程是：段寄存器的值左移4位＋16位的偏移地址＝20位的内存地址

Note:不同的段地址加上偏移地址有可能指向同一块内存地址

2 虚拟内存：

其基本思路是用廉价但缓慢的硬盘来扩充快速且昂贵的内存。在任一给订的的时刻，程序实际需要使用的虚拟内存使用区段就被载入物理内存中。当物理内存中的一部分数据长时间不用，它们就可能被转移到硬盘中，节省下来的物理内存用来载入需要使用的其他数据。

虚拟内存通过页的形式组织。页就是操作系统在 硬盘和内存之间移来移去或进行数据保护的单位，一般为几KB。

从潜在的可能性上讲，与进程有关的所有内存都将被系统使用。如果该进程不会马上被执行（可能它的优先级比较低或者处于睡眠状态），操作系统可以暂时取回分配给它的所有内存资源，并将该进程所有相关信息都备份到磁盘上。这样，这个进程就被“换出”，在磁盘中由一个特殊的交换区用来保存被“换出”的进程，交换区的大小一般为物理内存的几倍。只有用户进程才能被换进换出，内核进程常驻内存中。

进程只能操作位于物理内存中的页面。当进程引用一个不存在于物理内存中的页面时，MMU（内存管理单元）会产生一个页错误。内核对此事件作出响应，并判断引用是否有效。如果无效，内核向进程发出一个“segmentation violation”（段违规）的信号。如果有效，内核从磁盘中取出该页换入到内存中。一旦页面进入内存，进程便被解锁可以重新运行。

3 段错误

导致段错误的几个原因：

(1)解除引用一个包含非法值的指针

(2)解除引用一个空指针（通常由于从系统程序中返回的空指针并未经检查就使用）

(3)在未得到正确的授权时进行访问，例如修改只读文件

(4)用完了堆栈或堆空间（虚拟内存虽然巨大但并不是无限大）

导致段错误的几个编程错误：

(1)坏指针值错误：

在指针赋值之前就用它来引用内存；向库函数传递一个坏指针；对指针释放之后又访问它的内容

(2)改写错误：

写数据时超过了数组容量；在动态分配的内存的两端写入数据；改写一些堆管理的数据结构

(3)指针释放错误：

两次释放同一块内存；释放一块未从使用Malloc分配的内存；释放仍在使用的内存；释放一个无效的空指针

一个极为常见的与释放内存相关的错误就是在for(p=start;p;p=p->next)这样的循环中迭代一个链表，并在循环体中使用free(p),这样在下一次迭代循环时，会对已经释放的指针p进行解除引用操作，从而导致不可预料的错误。

解决的方法：引用一个临时的变量存放下一个元素的地址

 

 


struct nod *p,*start,*tmp;
for(p=start;p;p=tmp){
  tmp=p->next;
   free(p)
}