程序(进程)在内存中的组织-由ld_brk_point以及brk函数谈起

今天调龙芯模拟器，发现里面有个ld_brk_point,一直不知道是啥东西，后来搜了下，发现就是malloc函数申请空间的起始地址。改值可以通过brk()以及sbrk函数设置。为了说清楚这个问题，有必要先了解下Linux下程序运行时（进程）在内存中的组织。

如上图，总体来说，对于32位的linux程序，总共可访问的地址空间为4G，但是由于有1G预留给了内核，因此用户程序空间才3G，而这3G空间（实际程序用到的空间一般小于这个值），又分为代码段（Text segment），常量数据段（Data segment），BSS段（BSS segment）以及堆栈段，一般来说，各段存储的数据如下：

代码段(Text segment):程序的二进制代码，一般来说，程序PC的范围就在这段(执行动态链接库代码例外)。
常量数据段（Data segment）:存储常量数据(初始化好了的全局变量以及静态变量)，如常量字符串，一般全局常量都放在此处，但是局部常量分配和编译器相关。
BSS段(BSS segment):存储未初始化的静态变量等。

以上程序段，都是通过操作系统的load程序在程序加载时分配的，不会动态管理。下面的堆栈段就需要动态管理了。

堆（Heap），这些内存由操作系统的提供的malloc等系统调用管理。其中就会用到brk以及sbrk这些函数，来设置新空间分配的起始地址，堆一般比较大，地址向上增长。
栈（Stack），这些空间一般由用户程序自行管理，如函数调用中传参以及返回值就需要用到该段，地址向下增长。假如堆顶和栈顶地址想撞了，malloc函数申请空间就会失败（一般来说，malloc申请空间时，回比较ld_brk_point和栈顶指针sp的值）。

下面给出一个程序的memory dump:

======= Memory map: ========
08048000-08118000 r-xp 00000000 08:07 32899      /home/sim-wattch-1.02e/sim-outorder
08118000-0811c000 rw-p 000cf000 08:07 32899      /home/sim-wattch-1.02e/sim-outorder
0811c000-09ffa000 rw-p 00000000 00:00 0          [heap]
b7dde000-b7dfb000 r-xp 00000000 08:07 83724      /lib/libgcc_s.so.1
b7dfb000-b7dfc000 rw-p 0001c000 08:07 83724      /lib/libgcc_s.so.1
b7e0c000-b7e64000 rw-p 00000000 00:00 0 
b7e64000-b7fa4000 r-xp 00000000 08:07 91024      /lib/i686/cmov/libc-2.11.2.so
b7fa4000-b7fa6000 r--p 0013f000 08:07 91024      /lib/i686/cmov/libc-2.11.2.so
b7fa6000-b7fa7000 rw-p 00141000 08:07 91024      /lib/i686/cmov/libc-2.11.2.so
b7fa7000-b7faa000 rw-p 00000000 00:00 0 
b7faa000-b7fce000 r-xp 00000000 08:07 91008      /lib/i686/cmov/libm-2.11.2.so
b7fce000-b7fcf000 r--p 00023000 08:07 91008      /lib/i686/cmov/libm-2.11.2.so
b7fcf000-b7fd0000 rw-p 00024000 08:07 91008      /lib/i686/cmov/libm-2.11.2.so
b7fde000-b7fe2000 rw-p 00000000 00:00 0 
b7fe2000-b7fe3000 r-xp 00000000 00:00 0          [vdso]
b7fe3000-b7ffe000 r-xp 00000000 08:07 81305      /lib/ld-2.11.2.so
b7ffe000-b7fff000 r--p 0001a000 08:07 81305      /lib/ld-2.11.2.so
b7fff000-b8000000 rw-p 0001b000 08:07 81305      /lib/ld-2.11.2.so
bffeb000-c0000000 rw-p 00000000 00:00 0          [stack]

至于brk以及sbrk的用法，由于资料二说得比较清楚，在此不在赘述。参考资料： http://stackoverflow.com/questions/6988487/what-does-brk-system-call-do http://www.kernel.org/doc/man-pages/online/pages/man2/brk.2.html 图片来源：http://duartes.org/gustavo/blog/post/anatomy-of-a-program-in-memory

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