关于进程共享内存挂载至地址空间及shmat的疑问

首先得明确一个基础概念：每个进程都有独立的虚拟地址空间。进程平时读写内存用的都是虚拟地址，CPU会通过页表把虚拟地址转换成物理地址，才能真正访问硬件内存。

为什么光知道共享内存的物理起始地址没用？ #

shmget()只是在系统层面申请了一块物理内存，返回的shmid是这块内存的系统级标识——但此时这块物理内存和任何进程的虚拟地址空间都没有关联。进程的CPU指令只能识别自己的虚拟地址，没有映射的话，直接用物理地址访问会触发地址错误（CPU根本不认识这个地址）。

“将共享内存挂载到进程地址空间”到底是什么意思？ #

就是通过shmat()函数，把这块共享的物理内存，映射到当前进程虚拟地址空间的某个空闲区域。完成映射后，进程就可以用这个虚拟地址来读写对应的物理内存，进而和其他挂载了同一块共享内存的进程交换数据。

挂载时实际发生了什么？ #

• 操作系统会在当前进程的虚拟地址空间中，找到一块大小合适且未被使用的区域；
• 修改该进程的页表（虚拟地址与物理地址的映射表），把刚才选定的虚拟地址范围，和共享内存对应的物理内存地址范围绑定；
• 内核更新共享内存的引用计数，记录有多少进程挂载了它——只有当引用计数降到0时，这块共享内存才会被系统真正回收。

shmat()返回的是谁的地址？ #

返回的是调用该函数的进程自己的虚拟地址。不同进程挂载同一块共享内存时，得到的虚拟地址大概率不一样，但这些虚拟地址最终都会映射到同一块物理内存。比如进程P1挂载后得到0x12340000，进程P2挂载后得到0x56780000，但读写这两个地址，本质上都是操作同一块物理内存，所以P1写入的数据P2能直接读到。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者It's probable