进程的虚拟地址空间
进程的虚拟地址空间
每个进程都被赋予它自己的虚拟地址空间。对于3 2位进程来说，这个地址空间是4 G B，因为3 2位指针可以拥有从0 x 0 0 0 0 0 0 0 0至0 x F F F F F F F F之间的任何一个值。这使得一个指针能够拥有4 294 967 296个值中的一个值，它覆盖了一个进程的4 G B虚拟空间的范围。对于6 4位进程来说，这个地址空间是1 6 E B（1 01 8字节），因为6 4位指针可以拥有从0 x 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0至0 x F F F F F F F F F F F F F F F F之间的任何值。这使得一个指针可以拥有18 446 744 073 709 551 616个值中的一个值，它覆盖了一个进程的1 6 E B虚拟空间的范围。这是相当大的一个范围。
由于每个进程可以接收它自己的私有的地址空间，因此当进程中的一个线程正在运行时，该线程可以访问只属于它的进程的内存。属于所有其他进程的内存则隐藏着，并且不能被正在运行的线程访问。
注意在Windows 2000中，属于操作系统本身的内存也是隐藏的，正在运行的线程无法访问。这意味着线程常常不能访问操作系统的数据。Windows 98中，属于操作系统的内存是不隐藏的，正在运行的线程可以访问。因此，正在运行的线程常常可以访问操作系统的数据，也可以破坏操作系统（从而有可能导致操作系统崩溃）。在Windows 98中，一个进程的线程不可能访问属于另一个进程的内存。
前面说过，每个进程有它自己的私有地址空间。进程A可能有一个存放在它的地址空间中的数据结构，地址是0 x 1 2 3 4 5 6 7 8，而进程B则有一个完全不同的数据结构存放在它的地址空间中，地址是0 x 1 2 3 4 5 6 7 8。当进程A中运行的线程访问地址为0 x 1 2 3 4 5 6 7 8的内存时，这些线程访问的是进程A的数据结构。当进程B中运行的线程访问地址为0 x 1 2 3 4 5 6 7 8的内存时，这些线程访问的是进程B的数据结构。进程A中运行的线程不能访问进程B的地址空间中的数据结构。反之亦然。
当你因为拥有如此大的地址空间可以用于应用程序而兴高采烈之前，记住，这是个虚拟地址空间，不是物理地址空间。该地址空间只是内存地址的一个范围。在你能够成功地访问数据而不会出现违规访问之前，必须赋予物理存储器，或者将物理存储器映射到各个部分的地址空间。本章后面将要具体介绍这是如何操作的。
虚拟地址空间如何分区
每个进程的虚拟地址空间都要划分成各个分区。地址空间的分区是根据操作系统的基本实现方法来进行的。不同的Wi n d o w s内核，其分区也略有不同。表 1显示了每种平台是如何对进程的地址空间进行分区的。
1.NULL指针分区是NULL指针的地址范围。对这个区域的读写企图都将引发访问违规。
2. DOS/WIN16分区是98中专门用于16位的 DOS和windows程序运行的空间，所有的16 位程序将共享这个4M的空间。Win2000中不存在这个分区，16位程序也会拥有自己独立的虚拟地址空间。有的文章中称win2000中不能运行16位程序，是不确切的。
3.用户分区是进程的私有领域，Win2000中，程序的可执行代码和其它用户模块均加载在这里，内存映射文件也会加载在这里。Win98中的系统共享DLL和内存映射文件则加载在共享分区中。
4.禁止访问分区只有在win2000中有。这个分区是用户分区和内核分区之间的一个隔离带，目的是为了防止用户程序违规访问内核分区。
5. MMF分区只有win98中有，所有的内存映射文件和系统共享DLL将加载在这个地址。而2000中则将其加载到用户分区。
6. 内核方式分区对用户的程序来说是禁止访问的，操作系统的代码在此。内核对象也驻留在此。
另外要说明的是，win98中对于内核分区本也应该提供保护的，但遗憾的是并没有做到，因而98中程序可以访问内核分区的地址空间。
详解：
NULL指针分配的分区—适用于Windows 2000和Windows 98
进程地址空间的这个分区的设置是为了帮助程序员掌握N U L L指针的分配情况。如果你的进程中的线程试图读取该分区的地址空间的数据，或者将数据写入该分区的地址空间，那么C P U就会引发一个访问违规。保护这个分区是极其有用的，它可以帮助你发现N U LL指针的分配情况。
C / C + +程序中常常不进行严格的错误检查。例如，下面这个代码就没有进行任何错误检查：
int* pnSomeInteger = (int*) malloc(sizeof(int));
*pnSomeInteger = 5;
如果m a l l o c不能找到足够的内存来满足需要，它就返回N U L L。但是，该代码并不检查这种可能性，它认为地址的分配已经取得成功，并且开始访问0 x 0 0 0 0 0 0 0 0地址的内存。由于这个分区的地址空间是禁止进入的，因此就会发生内存访问违规现象，同时该进程将终止运行。这个特性有助于编程员发现应用程序中的错误。
用户方式分区—适用于Windows 2000和Windows 98
这个分区是进程的私有（非共享）地址空间所在的地方。一个进程不能读取、写入、或者以任何方式访问驻留在该分区中的另一个进程的数据。对于所有应用程序来说，该分区是维护进程的大部分数据的地方。由于每个进程可以得到它自己的私有的、非共享分区，以便存放它的数据，因此，应用程序不太可能被其他应用程序所破坏，这使得整个系统更加健壮。
在Windows 2000中，所有的. e x e和D L L模块均加载这个分区。每个进程可以将这些D L L加载到该分区的不同地址中（不过这种可能性很小）。系统还可以在这个分区中映射该进程可以访问的所有内存映射文件
共享的MMF分区—仅适用于Windows 98
这个1 G B分区是系统用来存放所有3 2位进程共享数据的地方。例如，系统的动态链接库K e r n e l 3 2 . d l l、A d v A P I 3 2 . d l l、U s e r 3 2 . d l l和G D I 3 2 . d l l等，全部存放在这个地址空间分区中，因此，所有3 2位进程都能很容易同时访问它们。系统还为每个进程将D L L加载相同的内存地址。此外，系统将所有内存映射文件映射到这个分区中。
