【Linux内核分析与驱动编程】观察内存映射

本文链接： https://blog.csdn.net/iefenghao/article/details/89875335

实验环境：ubuntu18.04

内核版本：4.19.23

实验原理

•程序进程中的分区：

•BSS段：BSS段（bss segment）通常是指用来存放程序中未初始化的全局变量的一块内存区域。
数据段：数据段（data segment）通常是指用来存放程序中已初始化的全局变量的一块内存区域。
代码段：代码段（code segment/text segment）通常是指用来存放程序执行代码的一块内存区域。这部分区域的大小在程序运行前就已经确定，并且内存区域通常属于只读, 某些架构也允许代码段为可写，即允许修改程序。在代码段中，也有可能包含一些只读的常数变量，例如字符串常量等。
堆（heap）：堆是用于存放进程运行中被动态分配的内存段，它的大小并不固定，可动态扩张或缩减。当进程调用malloc等函数分配内存时，新分配的内存就被动态添加到堆上（堆被扩张）；当利用free等函数释放内存时，被释放的内存从堆中被剔除（堆被缩减）。
栈(stack)：栈又称堆栈，用户存放程序临时创建的局部变量。在函数被调用时，其参数也会被压入发起调用的进程栈中，并且待到调用结束后，函数的返回值也会被存放回栈中。由于栈的后进先出特点，所以栈特别方便用来保存/恢复调用现场。

•Code：即代码域，它指的是编译器生成的机器指令。
RO_data：ReadOnly data，即只读数据域，它指程序中用到的只读数据，全局变量，例如C语言中const关键字定义的全局变量就是典型的RO-data。
RW_data：ReadWrite data，即可读写数据域，它指初始化为“非0值”的可读写数据，程序刚运行时，这些数据具有非0的初始值，且运行的时候它们会常驻在RAM区，因而应用程序可以修改其内容。例如全局变量或者静态变量，且定义时赋予“非0值”给该变量进行初始化。
ZI_data：ZeroInitialie data，即0初始化数据，它指初始化为“0值”的可读写数据域，它与RW_data的区别是程序刚运行时这些数据初始值全都为0，而后续运行过程与RW-data的性质一样，它们也常驻在RAM区，因而应用程序可以更改其内容。包括未初始化的全局变量，和初始化为0的全局变量。
RO：只读区域，包括RO_data和code。

•当程序存储在ROM中时，所占用的大小为Code + RO_data + RW_data 。
当程序执行时， RW_data和 ZI_data在RAM中，RO_data和code视cpu架构（51、arm、x86）不同处于ROM或者RAM中。其中ZI_data对应了BSS段，RW_data对应数据段，code对应代码段， RO_data对应数据段。

实验流程

（1）编译链接singlefoo.c 为shared library

gcc -o liblkpsinglefoo.so -O2 -fPIC -shared lkpsinglefoo.c

（2）拷贝到动态库到默认动态库路径

sudo cp liblkpsinglefoo.so /usr/lib/

（3）编译lkpmem.c

gcc lkpmem.c liblkpsinglefoo.so -o lkpmem

（4）运行测试程序

./lkpmem

（5）查看该测试程序的内存映射

ps aux | grep lkpmem

cat /proc/2729/maps

程序源码

lkpmem.c

#include <fcntl.h>

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

int globalvar1;

int globalvar2 = 3;

void mylocalfoo()

{

  int functionvar;

  printf("variable functionvar \t location: 0x%x\n", &functionvar);

}

int main()

{

  void *localvar1 = (void *)malloc(2048);

  printf("variable globalvar1 \t location: 0x%x\n", &globalvar1);

  printf("variable globalvar2 \t location: 0x%x\n", &globalvar2);

  printf("variable localvar1 \t location: 0x%x\n", &localvar1);

  mylibfoo();

  mylocalfoo();

  while(1);

  return(0);

}

lkpsinglefoo.c

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

mylibfoo()

{

  int libvar;

  printf("variable libvar \t location: 0x%x\n", libvar);

}

【Linux内核分析与驱动编程】观察内存映射

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