1. Linux内存空间分布

(图片来自：代码随想录)

（1）程序文件段

    包括程序的二进制可执行代码，只读；TEXT

（2）已初始化数据段

    包括已初始化的全局变量和静态常量；DATA

（3）未初始化数据段

    包括未初始化的静态变量和全局变量；BSS

（4）堆段

    包括动态分配的内存，从低地址开始向上增长；

（5）文件映射段

    包括动态库、共享内存等，从低地址开始向上增长 (跟硬件和内核版本有关) ；

（6）栈段

    包括函数的参数值和局部变量、函数调用的上下文等。栈的大小是固定的，一般是 8 MB 。当然系统也提供了参数，以便我们自定义大小;栈区是从高地址位向低地址位增长的。

2. Linux虚拟内存

（1）基本概念

    对32位处理器，虚拟内存空间为4G，每个进程都认为自己拥有4G的空间（对于上面的内存分布图，虚拟内存使得每个进程都认为自己独占那样一段内存），实际上，在虚拟内存对应的物理内存上，可能只对应的一点点的物理内存。

    进程得到的这4G虚拟内存是一个连续的地址空间(这也只是进程认为)，而实际上，它通常是被分隔成多个物理内存碎片，还有一部分存储在外部磁盘存储器上，在需要时进行数据交换

    由于存在两个内存地址，因此一个应用程序从编写到被执行，需要进行两次映射。第一次是映射到虚拟内存空间,第二次时映射到物理内存空间。在计算机系统中，第两次映射的工作是由硬件和软件共同来完成的。承担这个任务的硬件部分叫做存储管理单元 MMU（Memory Management Unit），软件部分就是操作系统的内存管理模块了。

    虚拟内存是一种实现在计算机软硬件之间的内存管理技术，它将程序使用到的内存地址(虚拟地址)映射到计算机内存中的物理地址，虚拟内存使得应用程序从繁琐的管理内存空间任务中解放出来，提高了内存隔离带来的安全性，虚拟内存地址通常是连续的地址空间，由操作系统的内存管理模块控制，在触发缺页中断时利用分页技术将实际的物理内存分配给虚拟内存，而且64位机器虚拟内存的空间大小远超出实际物理内存的大小，使得进程可以使用比物理内存大小更多的内存空间。

（2）如何处理虚拟地址和物理地址的关系

    内存分页。分页就是把整个虚拟和物理内存切成一段段固定大小的空间，连续且尺寸固定的内存空间叫页，Linux下每一页大小4KB。虚拟内存和物理内存之间通过页表来映射。

    当进程访问的虚拟地址在页表中查不到时，系统会产生一个缺页异常，进入系统内核空间分配物理内存、更新进程页表，最后再返回用户空间，恢复进程的运行。

(3) 分页虚拟地址和物理地址是如何映射的

(图片来自：代码随想录)

    虚拟地址分为: 页号和页内偏移。

    页号作为页表的索引，页表包含物理页每页所在物理内存的基地址，这个基地址与页内偏移的组合就形成了物理内存地址。