进程的虚拟内存布局详解

发布时间：2023-10-19 12:38:19 所属栏目：系统来源：

导读：为确保不会发生由多个程序同时使用内存地址所引发的问题，操作系统采取预防措施，引入了虚拟内存地址，为每个进程提供了一个独立的虚拟内存空间，使得进程可以为自己独占全部内存资源。

在32位系统上，仅程拥有4G

为确保不会发生由多个程序同时使用内存地址所引发的问题，操作系统采取预防措施，引入了虚拟内存地址，为每个进程提供了一个独立的虚拟内存空间，使得进程可以为自己独占全部内存资源。

在32位系统上，仅程拥有4GB虚拟内存空间，在64位系统上，则可以拥有256T虚拟内存空间。在进程整个虚拟内存空间中，又可以分为内核空间和用户空间两部分。32 位系统的内核空间占用 1G，位于最高处，剩下的 3G 是用户空间。64 位系统只使用了低 48 位，内核空间和用户空间都是 128T，分别占据整个内存空间的最高和最低处，剩下的中间部分是未定义的。

第二进程在切换到用户态时，每行只能访问每一用户可用的空间内存；只有进入内核态后，才可以访问内核空间内存。虽然每个进程的地址空间都包含了内核空间，但这些内核空间，其实关联的都是相同的物理内存。这样，进程切换到内核态后，就可以很方便地访问内核空间内存。

对于进程虚拟内存的用户空间，从低往高，我们又可以分六个不同的内存段。

1.代码段
代码段用来存放程序执行代码，也可能包含一些只读的常量。这块区域的大小在程序运行时就已经确定，并且为了防止代码和常量遭到修改，代码段被设置为只读。

2.数据段
数据段用来存放程序中已初始化的全局变量与静态变量。

3.BSS 段
BSS端用来存放程序中未初始化的全局变量和静态变量。

4.栈
栈用来存放程序中临时创建的局部变量，如函数的参数、内部变量等。每当一个函数被调用时，就会将参数压入进程调用栈中，调用结束后返回值也会被放回栈中。同时，每调用一次函数就会创建一个新的栈，所以在递归较深时容易导致栈溢出。栈内存的申请和释放由编译器自动完成，并且栈容量由系统预先定义。占从高地址向低地址增长。

堆和文件映射段的内存是动态分配的。比如说，使用 C 标准库的 malloc() 或者 mmap() ，就可以分别在堆和文件映射段动态分配内存。这样就不会出现堆和文件映射段内存不够用的情况。

（编辑：马鞍山站长网）

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