程序员的自我修养 8.8分
读书笔记 程序的内存布局
超级露

大多数操作系统都会将4GB的内存空间中的一部分挪给内核使用,应用程序无法直接访问这一段内存,这一部分内存地址被称为内核空间。Windows在默认情况下会将高地址的2GB空间分配给内核(也可配置为1GB),而Linux默认情况下将高地址的1GB空间分配给内核。

用户使用的剩下2GB或3GB的内存空间称为用户空间。在用户空间里,也有许多地址区间有特殊的地位,一般来讲,应用程序使用的内存空间里有如下"默认"的区域。

1. 栈:栈用于维护函数调用的上下文,离开了栈函数调用就没法实现。栈通常在用户空间的最高地址处分配,通常有数兆字节的大小。

2. 堆:堆是用来容纳应用程序动态分配的内存区域,当程序使用malloc或new分配内存时,得到的内存来自堆里。堆通常存在于栈的下方(低地址方向),在某些时候,堆也可能没有固定统一的存储区域。堆一般比栈大很多,可以有几十至数百兆字节的容量。

3. 可执行文件映像:这里存储着可执行文件在内存里的映像,由装载器在装载时将可执行文件的内存读取或映射到这里。

4. 保留区:保留区并不是一个单一的内存区域,而是对内存中受到保护而禁止访问的内存区域的总称。例如,大多数操作系统里,极小的地址通常是不允许访问的,如NULL。通常C语言将无效指针赋值为0也是出于这个考虑,因为0地址上正常情况下不可能有有效的可访问数据。

5. 动态链接库映射区,这个区域用于映射装载的动态链接库。在Linux下,如果可执行文件依赖其他共享库,那么系统就会为它在从0x40000000开始的地址分配相应的空间,并将共享库载入到该空间。

图中的箭头标明了几个大小可变的区的尺寸增长方向,在这里可以清晰地看出栈向低地址增长,堆向高地址增长。当栈或堆现有的大小不够用时,它将按照图中的增长方向扩大自身的尺寸,直到预留的空间被用完为止。

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