操作系统进程虚拟地址空间内存划分与布局

虚拟空间内存划分

我们所写的程序通常是由指令和数据组成的，当执行 xxx.exe 时，程序先从磁盘上加载到内存中，但不是直接加载到物理内存。

以下基于 X86 32位 LINUX环境

虚拟的概念： 不存在，却看得见
虚拟地址空间实际上是内核创建的一系列的数据结构而已

空间默认划分两部分

• 用户空间：默认占3G
  • 预留空间：不能访问；比如空指针：char* p = nullptr; strlen(p);
  • .text：运行的指令代码段； 只能读不能写；
  • .rodata (read only)：只读数据段；只能读不能写； 如：char *p = "hello world";(指针指向常量字符串)
  • .data : 初始化、初始化不为0
  • .bss ：未初始化、初始化为0
  • .heap：堆内存；从低地址到高地址；
  • 加载共享库 .dll(win) .so(lin)
  • stack：栈空间；函数运行时，每个线程独有的；从高地址到低地址
  • 命令行参数和环境变量：./a.out 192.168.1.100 9090
• 内核空间：默认占1G
  • ZONE_DMA 16M
  • ZONE_NORMAL 800M 内核空间的进程控制块、内核函数、内核栈空间
  • ZONE_HIGHMEM 高端内存，地址映射

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推荐《深入理解计算机系统》第七章链接重点多读

代码分析：

#include <iostream>

//全局变量不管静态还是动态都属于数据
//编译时都会产生符号
int gdata1 = 10;	//.data
int gdata2 = 0;		//.bss
int gdata3;		//.bss

static int gdata4 = 11;	//.data
static int gdata5 = 0;	//.bss
static int gdata6;	//.bss

int main(int argc, char const *argv[])
{
	// mov dword ptr[a], 0Ch 
	// 对应三个mov指令，不产生符号
	int a = 12;	//.text
	int b = 0;	//.text
	int c;		//.text 一定不为0 栈上的无效值

        //静态局部变量，运行时初始化
	static int e = 13;	//.data
	static int f = 0;	//.bss
	static int g;		//.bss 一定为0 内核起来后会把.bss清零

	return 0;
}

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进程通信方式

每一个进程的用户空间是私有的，但是内核空间是共享的

进程之间靠匿名管道通信
内核空间划分了一块内存，进程1 往内核内存中写了数据，进程2和3 都能看见