进程虚拟空间分布

进程虚拟空间分布，全局变量放哪里？

1）在linux下内存分配是以页为单位的，而页是通过段管理
2）一个linux进程的虚拟地址空间分布如上图所示，分为用户空间和内核空间

初始化的全局变量分配在.data段(Section)内
未初始化的全局变量分配在.bss段(Section)内

1.用户空间

1.1只读数据段

只读数据段（也叫常量段，.rodata，Read Only之意，未在图中标出）
1）存放只读数据：字符串常量（如"hello"）和const修饰的全局变量

2）不是所有的只读数据都是放在只读数据段，有些可以通过立即数（在立即寻址方式指令中给出的数称为立即数；立即寻址方式：操作数紧跟在操作码的后面，与操作码一起放在指令代码中）来实现的常量（如“int i=5”中的“5”）不存放在只读数据段，而是直接编码在指令里，存放在在正文段

3）const修饰的全局变量是存放在常量段的，但是使用const修饰的局部变量不存放在常量段，存放在栈段

4）对于字符串常量，编译器会在常量段中自动去重，让每种字符串常量只有一份

5）为了提高空间的利用率，有些系统中.rodata段是多个进程共享的

6）程序加载运行时，.rodata和.text通常合并到一个段（Text Segment）中，操作系统将这个段只读保护起来，防止意外的改写

1.2代码段（.text）

代码段（.text）,也叫正文段，存放代码

1.3.数据段(.data,.bss)

1）存放全局变量和静态变量

2）初始化数据段（.data）：存放已经初始化的

3）未初始化数据段（.bss）：存放未初始化的

4）.data和.bss在程序加载时合并到一个段（Data Segment）中，这个段是可读可写的

5）c++不区分初始化的和未初始化的，它们占同一块区域

1.4.堆

动态内存的分配

1.5.内存映射段

1）常被用来加载共享库（动态库）

2）内存映射：将虚拟内存空间与磁盘上的文件关联起来，这个过程叫内存映射

1.6.栈

存放局部变量

1.7栈与堆的区别

1）管理方式：对于栈来讲，是由编译器自动管理，无需我们手工控制；对于堆来说，释放工作由程序员控制，容易产生内存泄露

2）空间大小：一般来讲在32位系统下，堆内存可以达到3G的空间（4G有1G要给内核）；而栈的最大容量是事先规定好的（例如，在VC6下面，默认的栈空间大小是1M，可修改）

3）碎片问题：对于堆来讲，频繁的new/delete势必会造成内存空间的不连续，从而造成大量的碎片，使程序效率降低；对于栈来讲，则不会存在碎片，因为栈是先进后出的结构，一个内存块要从栈中弹出，在它上面的后进的内存块肯定要先被弹出

4）生长方向：对于堆来讲，生长方向是向上的，也就是向着内存地址增加的方向；对于栈来讲，它的生长方向是向下的，是向着内存地址减小的方向增长；

5）分配方式：堆都是动态分配的；而栈有2种分配方式：静态分配和动态分配，静态分配是编译器完成的，比如局部变量的分配，动态分配由alloca函数（类似于malloc，专门在栈中申请空间的函数）进行分配，但是即使是动态分配，它也和堆是不同，栈的动态分配是由编译器进行释放，无需我们手工释放

6）分配效率：栈是机器系统提供的数据结构，计算机会在底层对栈提供支持：分配专门的寄存器存放栈的地址，压栈出栈都有专门的指令执行，这就决定了栈的效率比较高；堆则是C/C++函数库提供的，它的机制是很复杂，例如：为了分配一块内存，库函数会在堆内存中搜索连续的足够大小的空间，如果没有足够大的空间（可能是由于内存碎片太多），就需要操作系统重新整理内存空间，这样就有机会分到足够大的内存，然后进行返回。显然，堆的效率比栈要低得多

2.内核空间

2.1内核代码段

存放内核的代码和数据，所有进程的内核代码段都映射到同样的物理内存，并在内存中**持续存在**

2.2与进程有关的数据结构段

页表：操作系统不是以字节为单位管理内存的，而是以页为单位管理内存，一页通常为4KB。
PCB: 进程控制块
存放进程都各自的[PCB]和[页表]，并映射到不同的物理内存