本文将以实验角度来认识进程的虚拟地址空间。

进程的虚拟地址空间就是进程如何在内存中存放的逻辑视图。通常该视图为进程从某一逻辑地址（如弟子0）开始，连续存放，如下图。物理地址可以按页帧来组织，且分配给进程的物理页帧也可能不是连续的。这就需要内存管理单元（MMU）将逻辑页映射到内存的物理页帧。

1. Code segment： 存储除去共享库的静态代码
2. Data segment ： 存储除去共享库的全局变量
3. Stack segment ： 存储局部变量包括函数参数，也称为调用栈
4. Heap segment, ： 存储动态申请的变量

We will run a simple program and observe its memory layout.

我们写一个简单的程序来观测它的虚拟内存布局。

#include<stdio.h>    
int main(int argc, char *argv[]){
    printf("hello\n");
    getchar();
    return 0;
}

1. 编译 gcc -o hello hello.c
2. 执行 ./hello
3. Ctrl Z 挂起程序
4. cat /proc/ $（pgrep hello)/maps 查看虚拟内存空间布局

结果如下图所示：

00400000-00401000 r-xp 00000000 08:06 2490469 /home/susu/workspace/2015_OS_hw3/partA/hello.out

参数的涵义依次如下：

• start, end
• permision
• inode, image, offset
• major, minor

代码段&数据段

我们可以通过权限来区分虚拟内存区域。代码段一般有读与可执行权限，数据段会有读写权限。

代码段和数据段都是 0x1000 bytes，意味这它们在内存段中都只有一个 4KB 页。

下面分别表示代码段和数据段

00400000-00401000 r-xp 00000000 08:06 2490469          /home/susu/workspace/2015_OS_hw3/partA/hello.out
00600000-00601000 rw-p 00000000 08:06 2490469          /home/susu/workspace/2015_OS_hw3/partA/hello.out

栈段

栈段有读写权限与数据段相同

segment size = 0x7ffdf1cb1000 - 0x7ffdf1c90000 = 0x21000, 因此它由33个 4KB 页组成。

7ffdf1c90000-7ffdf1cb1000 rw-p 00000000 00:00 0        [stack]

共享内存段

共享内存段只有读权限

7fde68109000-7fde682a4000 r-xp 00000000 08:06 8787453  /usr/lib/libc-2.22.so
7fde682a4000-7fde684a3000 ---p 0019b000 08:06 8787453  /usr/lib/libc-2.22.so
7fde684a3000-7fde684a7000 r--p 0019a000 08:06 8787453  /usr/lib/libc-2.22.so
7fde684a7000-7fde684a9000 rw-p 0019e000 08:06 8787453  /usr/lib/libc-2.22.so
7fde684a9000-7fde684ad000 rw-p 00000000 00:00 0
7fde684ad000-7fde684cf000 r-xp 00000000 08:06 8787452  /usr/lib/ld-2.22.so
7fde68691000-7fde68694000 rw-p 00000000 00:00 0
7fde686cc000-7fde686ce000 rw-p 00000000 00:00 0
7fde686ce000-7fde686cf000 r--p 00021000 08:06 8787452  /usr/lib/ld-2.22.so
7fde686cf000-7fde686d0000 rw-p 00022000 08:06 8787452  /usr/lib/ld-2.22.so

lib.c 是标准 C 库，包含函数 printf(), fopen() 的实现。

ld.so 是动态链接装载器库，用来加载其他的共享库。