進程地址空間分布、用戶空間和內核空間

查看機器上棧大小命令

ulimit -a

或者

ulimit -s

大小不固定,可以用 ulimit -s 進行調整,默認一般為 8M

?棧區(stack sagment):由操作系統自動分配釋放 ,存放函數的參數值局部變量的值等。?如果申請的空間超過棧的剩余空間時,將提示overflow。因此,能從棧獲得的空間較小。棧大小是有默認值的,如果申請的臨時變量太大的話就會超過棧大小,造成棧溢出。

堆棧溢出?就是不顧堆棧中分配的局部數據塊大小(在棧中分配的局部數據塊大小和局部變量的聲明的大小有關),向該數據塊寫入了過多的數據,導致數據越界,結果覆蓋了老的堆棧數據(包括函數的返回地址)。 或者解釋為在長字符串中嵌入一段代碼,并將過程的返回地址覆蓋為這段代碼的地址,這樣當過程返回時,程序就轉而開始執行這段自編的代碼了.這東西很像病毒。

堆(heap):一般由程序員分配釋放, 若程序員不釋放,程序結束時可能由OS回收,分配方式倒是類似于鏈表。堆是用于存放進程運行中被動態分配的內存段,它的大小并不固定,可動態擴張或縮減。當進程調用malloc等函數分配內存時,新分配的內存就被動態添加到堆上(堆被擴張);當利用free等函數釋放內存時,被釋放的內存從堆中被剔除(堆被縮減)

BSS段:存放的是未初始化的全局變量和靜態變量BSS是英文Block Started by Symbol的簡稱。BSS段屬于靜態內存分配。

數據段:初始化過的數據(Data),存放已初始化的全局變量、靜態變量(全局和局部)、常量數據。數據段屬于靜態內存分配。

代碼段:存放CPU執行的機器指令,代碼區是可共享,并且是只讀的這部分區域的大小在程序運行前就已經確定

用戶空間就是用戶進程所在的內存區域,相對的,系統空間就是操作系統占據的內存區域。用戶進程和系統進程的所有數據都在內存中。

為什么要劃分用戶空間和系統空間呢?當然是有必要的。操作系統的數據都是存放于系統空間的,用戶進程的數據是存放于用戶空間的。分開來存放,就讓系統的數據和用戶的數據互不干擾,保證系統的穩定性。分開存放,管理上很方便,而更重要的是,將用戶的數據和系統的數據隔離開,就可以對兩部分的數據的訪問進行控制。這樣就可以確保用戶程序不能隨便操作系統的數據,這樣防止用戶程序誤操作或者是惡意破壞系統。處于用戶態的程序只能訪問用戶空間,而處于內核態的程序可以訪問用戶空間和內核空間。

?Linux使用兩級保護機制:0級供內核使用,3級供用戶程序使用,每個進程有各自的私有用戶空間(0~3G),這個空間對系統中的其他進程是不可見的,最高的1GB字節虛擬內核空間則為所有進程以及內核所共享。

用戶態切換到內核態的3種方式

a. 系統調用

這是用戶態進程主動要求切換到內核態的一種方式,用戶態進程通過系統調用申請使用操作系統提供的服務程序完成工作,比如fork()實際上就是執行了一個創建新進程的系統調用。而系統調用的機制其核心還是使用了操作系統為用戶特別開放的一個中斷來實現,例如Linux的int 80h中斷。

b. 異常

當CPU在執行運行在用戶態下的程序時,發生了某些事先不可知的異常,這時會觸發由當前運行進程切換到處理此異常的內核相關程序中,也就轉到了內核態,比如缺頁異常。

c. 外圍設備的中斷

當外圍設備完成用戶請求的操作后,會向CPU發出相應的中斷信號,這時CPU會暫停執行下一條即將要執行的指令轉而去執行與中斷信號對應的處理程序,如果先前執行的指令是用戶態下的程序,那么這個轉換的過程自然也就發生了由用戶態到內核態的切換。比如硬盤讀寫操作完成,系統會切換到硬盤讀寫的中斷處理程序中執行后續操作等。

這3種方式是系統在運行時由用戶態轉到內核態的最主要方式,其中系統調用可以認為是用戶進程主動發起的,異常和外圍設備中斷則是被動的。

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