64位系统下进程的内存布局

环境

操作系统：ubuntu15.04
物理内存：4G

测试程序


#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

int  a;
int  b=1;

main()
{
    int  n = 0;
    char *p1 = NULL;
    char *p2 = NULL;
    const int s = 10;
    p1 = (char*)malloc(200);
    p2 = "hello";

    printf("main  %p\n",main);
    printf("未初始化 a   %p\n",&a);
    printf("初始化   b   %p\n",&b);
    printf("局部变量 n   %p\n",&n);
    printf("动态内存 p1  %p\n",p1);
    printf("常量     s   %p\n",&s);
    printf("常字符串 p2  %p\n",p2);

    while(1)
    {}
}

查看内存地址空间方式

以下2种方式可以结合着观察

1、 pmap 命令

pmap [参数] [进程pid]

参数：

-d 显示详细设备信息
-q 不显示首尾行信息

运行测试程序，用top或ps 命令查询进程pid:

这里写图片描述

属性	含义
Address	地址空间：起始地址～
Kbytes	大小
Mode	权限：r可读、w可写、x可执行、s共享内存、p私有内存
Offset	虚拟内存偏移量
Device	所在设备（主：次）： 008：00008表示sda8
mapped	虚拟内存分配大小
shared	共享内存大小

mem 是运行程序的名字
.so 是使用的动态链接库
stack 使用的栈空间
anon 预分配的虚拟内存，还未有数据占用

2、查看 /proc/pid号/maps 文件内容

这里写图片描述

这个要比上面显示的更详细一点

每一行依次对应的是：
地址范围、权限、偏移量、设备、文件inode、映射对象

第1行 [可读可执行] 是程序的文本段
第2行 [只读]………….不清楚
第3行 [可读可写] 是程序的数据段（包括初始化数据段和未初始化数据段）
第4行 ………………..堆空间
第16行 ………………栈空间

vdso 和 vsyscall ……………系统的快速调用
http://blog.csdn.net/maimang1001/article/details/17331731

用 ls -i 可查看源文件的inode,符合第5列；链接库在根分区下，我的是sda8，源程序在home下，我的是sda8，符合第4列。

3、程序的运行结果

这里写图片描述

从程序的入口地址main 0x400586 可以看出，maps文件的第一行确实是程序的代码段。

全局变量（初始化和未初始化）位于数据段，对应第3行

局部变量位于栈段

const 常量位于栈段

常字符串位于文本段

动态申请内存位于堆段

64位系统中应该有48根地址总线，低位：0～47位才是有效的可变地址，高位：48～63位全补0或全补1。一般高位全补0对应的地址空间是用户态，如上面的第1～18行。高位全补1对应的是内核态，如上面的第19行。这64位的地址空间并不能全部被使用（太多了），所以用户态和内核态之间会有未使用的空间（据说叫AMD64空洞）。

由上图的文件内容可以看出，从低地址到高地址内存布局依次是：

保留区 –> 文本段–>数据段—>堆—>共享库—>栈–>环境变量—>内核态

由pmap 命令和maps的显示可看出，栈和堆的中间部分是共享库，栈空间地址减小向下增长，堆空间地址增大向上增长。我觉得堆栈增长的时候，数据会先往紧挨的已分配内存anon中放，anon不够用时再继续增长，新分配内存。

这里写图片描述

dmesg 命令

显示系统启动时的信息

dmesg链接