linux 内存管理

linux系统为了更好、更高效的使用内存，将物理内存进行映射，对应用程序屏敝了物理内存的具体细节。

为什么要进行内存映射？

首先认识一下进程的内存布局是怎样的，如下图：

当有进程发生时，linux会将PM（物理内存）中的某些内存映射为大小为4GB的VM（虚拟内存）；让每个进程误以为自己占据所有的内存空间。

（当然这并不是真正意义上的内存，这4GB为寻址空间， 虚拟内存不考虑物理内存的大小和信息存放的实际位置，只规定进程中相互关联信息的相对位置）

回到刚刚的问题，前面也提到是为了更好的使用内存，那到底是怎么回事。首先虚拟内存提供了庞大的地址可以使用，每个进程可以直接寻址而不受其他进程的影响，每个指令或数据单元都在这个虚拟内存中拥有确定的地址。因此简化了程序的编写和系统统一管理。

如图所示，进程可以访问的内存区域为0x0804 8000 -- 0xc000 0000;0xc000 0000以上1GB的内存为内核保留；进程可以访问的区域又分为几个部分。

stack(栈内存)是从0xc000 0000 向下增长的部分，栈（遵循后进先出的逻辑）会随着程序的运行而不断地发生变化，主要用来存储进程执行过程中所产生的局部变量，当有新的函数被调用时，就会立即在栈顶分配一帧内存，专门用来存放该函数内定义的局部变量包括所有的形参；当一个函数执行完毕返回后，它所占用的那部分内存会被立即释放。栈的大小是有限度的，一般为8MB，超过最大限度会产生栈溢出，导致程序崩溃。

heap(堆内存)是一块完全由用户控制的内存它是向上增长的，堆内存是是不设大小限制的，最大值取决于系统物理内存。由于堆内存由用户控制，之后再说说堆内存的操作。

数据段分为三部分，地址从高到低分别为.bss段、.data段、.rodata段：

.bss段专门用来存放未初始化的静态数据，它们将被初始化为0；.data段专门存放已经初始化的静态数据；.rodata段用来存放只读数据，即常量。

代码段用来存放用户程序的。

说明：静态数据指的是所有的全局变量，以及static型局部变量；静态数据在进程的整个生命周期存在，在进程退出之前，会一直占用内存。

在此借用一个例子说明

int a= 0; 全局初始化区char *p1; 全局未初始化区main(){int b; 栈char s[] = "abc"; 栈char *p2; 栈char *p3 = "123456"; 123456\0在常量区，p3在栈上。static int c =0； 全局（静态）初始化区p1 = (char *)malloc(10);p2 = (char *)malloc(20);分配得来得10和20字节的区域就在堆区。strcpy(p1, "123456"); 123456\0放在常量区，编译器可能会将它与p3所指向的"123456"优化成一个地方。}