說來慚愧，作為一名linux應用層軟體開發人員，應當對linux的分配、布局等方式了然於胸，而我索然在之前有所了解，但總覺得是雲裡霧裡的，沒有真正搞清楚。現在也算是乙個總結吧，可能還會有錯誤，後續把《深入理解linux核心》這本書學習後，再來修改。
大家都知道，乙個linux的應用程式，擁有**段（.text段）、資料段（.data段）、bss段、堆、棧這五個段。
其中，資料段和bss段的區別是，資料段中存放的是已經初始化過的全域性變數和靜態變數，而bss段中放的是未經初始化的全域性變數和靜態變數。當有應用程式載入到記憶體後，發現bss段中有資料，則會在分配一塊堆空間，將bss段中的資料移動至堆裡，並將其全部賦值為0。
有下面這個小例子：
上圖和下圖當中，唯一的區別就是上圖沒有把test[1024000]這個陣列給賦值，而下圖將陣列賦值了，但編譯出來的大小可以看到，這兩個程式的大小正好是1024000位元組，也就是這個陣列的大小。這說明了資料段是會在編譯出來的程式中占用空間，而bss段則不會。
首先見下圖（網上找了張）：
大家都知道，linux的每個程序，在32位的情況下，擁有4g的虛擬記憶體。其中0-3g是屬於使用者態記憶體，而3-4g是核心態的記憶體。
如上圖可以看出，從0位址往上增加的過程中，首先存放的是唯讀段資料，比如剛才所說的程式段、常量資料等，然後就到了資料段和bss段的可讀寫區域。在可讀寫資料區域的上面，是堆區域，而最靠近核心態記憶體區域的是棧空間。堆和棧空間之間的區域，是檔案對映區域。
關於上面的描述，我見到過乙個面試題，記錄在這裡：
int main (int argc, char **argv)
根據前面看到的程序記憶體布局可以知道，a是存在於棧空間的，它的位址屬於最高，也就是說&a為最大，而b處於可讀寫的資料段中，c處於堆空間中，&d處於唯讀資料區域。
所以&a > c > &b > &d。
linux在執行的時候，使用者態程式使用malloc來進行記憶體分配。而malloc是乙個c庫實現的程式，他的底層分為兩種情況：
在malloc小於128kb以內的記憶體時，系統呼叫brk()或sbrk()進行記憶體分配，此時記憶體是在堆中往上增加。此時不需要陷入到核心進行記憶體分配，效能最強。但也有缺點：那就是會出現洩漏的問題，具體是因為，以brk方式分配記憶體，只是把堆的指標向上移動得到新的虛擬記憶體。當多次分配記憶體後，想釋放中間的記憶體，由於上面的記憶體還在使用中，故不可釋放，只是將其標記為可用，下次還需要申請時，會從此處分配。當中間記憶體的上面區域被釋放後，此時該記憶體才會真正被釋放掉。所以有時候會看到，申請記憶體或釋放記憶體後，vsz並沒有增大或者減小。而當多次申請和釋放小記憶體時，會有記憶體洩漏問題，而此時是無法使用valgrind工具檢測到。
在malloc大於128kb以內的記憶體時，系統其實是呼叫malloc()來進行記憶體的分配，此時記憶體分配區域處於棧和堆中間的檔案對映區。這種記憶體分配的好處就是每次申請和釋放，都能做到真正的記憶體操作，而不會造成記憶體碎片問題。缺點就是，每次分配時，需要陷入到核心態，進行記憶體分配，效能開銷比較大。
另外要說明的是，malloc分配記憶體時，是先分配好虛擬記憶體，建立好頁表而已，當應用程式需要使用到此塊記憶體時，陷入到核心態，建立起真正的虛擬記憶體到真實物理記憶體的對映關係。
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