linux进程的堆栈空间_代码段（指令，只读）、数据段(静态变量，全局变量)、堆栈段(局部变量)、栈【转】

转自：http://blog.csdn.net/gongweijiao/article/details/8207333

原文参见：http://blog.163.com/xychenbaihu@yeah/blog/static/132229655201215115845553/

一)概述

　　.堆栈是一个用户空间的内存区域,进程使用堆栈作为临时存储。

　　.堆栈中存放的是函数中的局部变量,在函数的生命周期中可以将变量压入堆栈,编译器需要确保堆栈指针在函数退出前恢复到初始位置,也就是说,内存是自动分配和释放的，C/C++把存储在堆栈中的局部变量当作automatic存储,并使用auto关键字,这是局部变量的默认存储方式,所以现在没有人用auto关键词.

　　.与动态存储(auto)相对映的静态存储(static),也就是用static定义的局部变量,它不用堆栈来存储,而是使用数据段来存储（也就是说它的生命周期在整个程序运行期间）。

　　.堆栈的基地址位于用户空间的最高虚拟地址附近,并从那里向下延伸。

　　.一个进程开始时,堆栈的最大值就不能改变,如果占用的空间超过了堆栈大小,那么就会导致堆栈溢出。

二)进程的内存组织形式

　　进程被分为三个区域：文本、数据和堆栈。

　　1)文本区域:

　　 文本区域也叫做代码段，是由程序确定的，

它包括代码(指令)和只读数据，该区域通常被标记为只读,任何对其写入的操作会导致段错误.

　　2)数据区域（静态内存分配(static)）:

　　数据区域也叫做数据段，

它包括已初始化和未初始化的数据，静态变量存储在这个区域中,它的大小可以用系统调用brk(2)来改变。

详细了解数据区域：

分成初始化为非零的数据区、BSS和堆（Heap）三个区域。

初始化非零数据区域一般存放静态非零数据和全局的非零数据，属于静态内存分配(全局变量，static修饰的变量)；

BSS（Block Started by Symbol）区域(都初始化为0了)一般存放未初始化的全局数据(默认值为0)和未初始化的静态数据(默认值为0)，属于静态内存分配(全局变量、static修饰的变量)；

堆区域一般存放运行时动态分配的内存空间，其大小不固定，可动态扩张或缩减。当调用malloc等函数分配内存时，新分配的内存被动态添加到堆上；当调用free等函数释放内存时，被释放内存从堆中被剔除。

代码段和数据段之间有明确的分隔，

但是数据段和堆栈段之间没有，而且栈是向下增长，堆是向上增长的，因此理论上堆和栈会“增长到一起”，操作系统的内存管理功能需要防止这样的错误发生。

　　3)堆栈区域(动态内存分配auto，默认，所以不用关键字auto):

　　堆栈区域也叫堆栈段，

它用于给局部变量动态分配空间,同样函数传递参数和函数返回值也要用到堆栈.

　　 堆栈也可向下增长(向内存低地址)也可以向上增长,这依赖于具体的实现,

通常都是向下增长的,而SP(堆栈指针)也是指向堆栈的最后地址.

　　4)内存的分配区域:

　　 根据前面所述,堆栈是位于最高虚拟地址附近,而数据段则位于堆栈段之后,最后是代码段。

也就是:

低地址 代码段 或 高地址 堆栈段

数据段 数据段

高地址 堆栈段 低地址 代码段

三)堆栈着色

　　当两个线程或进程使用相同的堆栈虚拟地址时，它们会争夺同一个cache行,导致竞争和降级行为.

　　堆栈着色的技术使每一个进程的基址都不相同,通过随机分配堆栈基址,多个进程会使用不同的cache行来避免.

四)堆栈的限制

　　堆栈空间的最大值是由setrlimit系统调用确定的，也可以通过bash内建的ulimit命令来设定和查看.

　　例如:

　　查看当前可使用的最大堆栈(以KB为单位)

　　ulimit -s

　　8192 //栈的大小默认是8M

　　设定为最大的使用堆栈为15KB

　　ulimit -s 15

　　此时执行ls将会得到一个段错误.

　　ls -l /etc/

　　total 1040

　　Segmentation fault

　　通过用strace跟踪ls命令,将发现有如下的系统调用

　　getrlimit(RLIMIT_STACK, {rlim_cur=15*1024, rlim_max=15*1024}) = 0

　　说明当前可用的堆栈空间,已经不足以运行strace命令了.

五)常驻内存和锁定内存

　　常驻内存专指存储在RAM中的内存部分,不包括存储在交换区和未存储的进程的内存.

　　锁定内存是常驻内存的子集,它指被进程明确地锁定到RAM的虚拟内存中,不能用于交换,并一直常驻于RAM中.