探究内存映射:从程序分区到内存区域
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更新于2024-08-05
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"本资源主要介绍如何观察和理解程序的内存映射,包括操作系统中的内存分区以及程序文件的分区结构。通过编译链接共享库、复制动态库到默认路径、运行测试程序并查看内存映射,来深入理解不同内存区域的作用和工作方式。"
在计算机系统中,程序的内存映射是一个至关重要的概念,它涉及到程序在内存中的布局和执行过程。本实验将分为几个步骤,首先,通过编译链接`singlefoo.c`为共享库,然后将其复制到系统默认的动态库路径,接着运行测试程序,最后通过特定工具(如`pmap`或`cat /proc/pid/maps`)查看程序的内存映射情况,以直观地了解各个内存区域。
内存主要分为以下几个部分:
1. **BSS段**:BSS段用于存放未初始化的全局变量。在程序开始执行时,这部分内存会被清零,不占用磁盘空间,但占用内存空间。
2. **数据段**:数据段包含已初始化的全局变量和静态变量。这些变量在程序加载时就已分配好初始值,存在于磁盘和内存中。
3. **代码段**:代码段存储程序的机器指令,通常为只读,以防止意外修改。有时,某些架构允许代码段可写,用于支持如JIT(Just-In-Time)编译。
4. **堆**:堆是动态内存分配的区域,由`malloc`、`calloc`、`realloc`和`free`等函数管理。堆的大小可以根据程序需求动态扩展或收缩。
5. **栈**:栈用于存储函数调用时的局部变量、函数参数和返回地址。由于其后进先出(LIFO)的特性,栈非常适合保存和恢复调用现场。
程序文件在存储时也有相应的分区:
- **Code**:代码域包含编译器生成的机器指令,这部分在程序运行时是只读的。
- **RO_data**:只读数据域存储全局只读变量,如`const`定义的变量。
- **RW_data**:可读写数据域,用于初始化为非零值的全局变量和静态变量,程序运行时可以修改其内容。
- **ZI_data**:零初始化数据域,包含初始化为零的全局变量,程序启动时初始化,运行过程中可以被修改。
当程序存储在ROM中时,其占用的总大小等于Code、RO_data和RW_data的总和。理解这些内存分区对于优化程序性能、理解和调试程序错误以及有效地管理内存至关重要。通过实验,我们可以更深入地理解这些概念,并能实际操作查看程序的内存映射,增强对内存管理的理解。
2023-08-10 上传
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