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进程虚拟地址空间区域划分

2022-04-23 12:44:00 【刚入门的代码spa技师】

进程虚拟地址空间区域划分

在我们用一门语言写一个程序，会产生两种东西：指令和数据。在我们进行编译链接后，生成一个可执行文件存放在我们的磁盘上，运行这个程序时，会把这个程序加载到内存中。
而在加载的过程中，把可执行文件的哪些内容加载到了内存？加载到内存当中是如何存放的？分为哪些区域？具体如何划分？

在此之前我们需要知道，程序不可能直接加载到物理内存！
下面以X86 32位Linux环境下为例进行分析。

在程序执行时，Linux系统会给当前进程分配一个2^32(4G)大小的一块空间，这块空间就是进程的虚拟地址空间，其中拥有进程要用的所有资源，所有资源构成了状态的划分。

这块空间默认被划分成两个部分：用户空间和内核空间，用户空间默认占3G大小的空间，内核空间默认大小为1G。
在这里插入图片描述
系统中所有进程都有一个地址空间。

在用户空间中，系统并不是从0地址（0x00000000）开始存放资源，在0x00000000 到 0x08048000 这段内存是不能被访问的，所以在对空指针解引用时程序会崩溃。

接下来的内存段存放的是 .text 段和 .rodata 段。.text 段存放的是指令，.rodata 段存放的是只读数据，例如程序中定义的字符串常量 char* str = "hello world";，这两段的资源都是只读资源，在我们试图修改这两段的数据时，程序会直接崩掉。

接下来存放的是 .data 段和 .bss 段，.data 段存放的是已初始化且值不为0的全局变量和静态变量，而 .bss 段存放的是未初始化或初始化为0的全局变量和静态变量。

紧跟着的是 .heap堆内存段，程序动态申请的空间都在这段内存。

如果程序链接了动态库，在堆内存后的这段内存用于加载共享库。

再往下就是函数运行、或开辟线程时的 stack 栈空间，和其他内存段不一样，栈空间的增长方向和其他段是相反的，从高地址向低地址增长。

最后的内存段存放的是命令行参数和环境变量。
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截取自《深入了解计算机系统》。