进程内存分布

进程内存分布

　　之前一直在分析栈，栈这个东西的作用也介绍得差不多了，但是栈在哪儿还没有搞清楚，以及堆、代码、全局变量它们在哪儿，这都牵涉到进程的内存分布。

linux 0.01 的进程内存分布

　　内存分布随着操作系统的更新换代，越来越科学合理，也越来越复杂，所以我们还是先了解一下早期操作系统的典型 linux 0.01 的进程的内存分布：

　　linux 0.01 的一个进程固定拥有64MB的线性内存空间（ACM竞赛中单个程序的最大内存占用限制为64MB，这肯定有猫腻O(∩_∩)O~），各个进程挨个放置在一张页目录表中，一个页目录表可管理4G的线性空间，因此 linux0.01 最多有 64个进程。每个进程的内存分布如下：

• .text 里存的是机器码序列
• .rodata 里存的是源字符串等只读内容
• .data 里存的是初始化的全局变量
• .bss 上一篇介绍过了，存的是未初始化的全局变量
• 堆、栈就不用介绍了吧！

　　.text .rodata .data .bss 是常驻内存的，也就是说进程从开始运行到进程僵死它们一直蹲在那里，所以访问它们用的是常量地址；而栈是不断的加帧（函数调用）、减帧（函数返回）的，帧内的局部变量只能用相对于当前 esp（指向栈顶）或 ebp（指向当前帧）的相对地址来访问。

　　栈被放置在高地址也是有原因的： 调用函数（加帧）是减 esp 的，函数返回（减帧）是加 esp 的，调用在前，所以栈是向低地址扩展的，放在高地址再合适不过了。

现代操作系统的进程内存分布

　　认识了 linux 0.01 的内存分布后，再看看现代操作系统的内存分布发生了什么变化：

　　首先，linux 0.01 进程的64MB内存限制太过时了，现在的程序都有潜力使用到 2GB、3GB 的内存空间（每个进程一张页目录表），当然，机器有硬伤的话也没办法，我的电脑就只有 2GB 的内存，想用 3GB 的内存是没指望了。但也不是有4GB内存就可以用4GB（32位），因为操作系统还要占个坑呢！现代 linux 中 0xC0000000 以上的 1GB 空间是操作系统专用的，而 linux 0.01 中第1个 64MB 是操作系统的坑，所以别的进程完全占有它们的 64MB，也不用跟操作系统客气。

　　其次，linux 0.01只有进程没有线程，但是现代 linux 有多线程了（linux 的线程其实是个轻量级的进程），一个进程的多个线程之间共享全局变量、堆、打开的文件…… 但栈是不能共享的：栈中各层函数帧代表着一条执行线索，一个线程是一条执行线索，所以每个线程独占一个栈，而这些栈又都必须在所属进程的内存空间中。

　　根据以上两点，进程的内存分布就变成了下面这个样子：

　　再者，如果把动态装载的动态链接库也考虑进去的话，上面的分布图将会更加"破碎"。

　　如果我们的程序没有采用多线程的话，一般可以简单地认为它的内存分布模型是 linux 0.01 的那种。