关于Linux程序内存布局模式的问题_Linux_Memory Management_Linux Kernel

关于Linux程序内存布局模式的问题

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关于Linux程序内存布局模式的问题,linux,memory-management,linux-kernel,Linux,Memory Management,Linux Kernel,下图引自该书为什么程序内存区域限制在0xbffffff和0x8048000之间？这一选择背后的理由是什么？这个地区以外有什么这张图片显示的应该是一个32位程序。64位程序的内存布局是什么图中提到“启动时”，那么在运行期间布局会发生变化吗最后，Linux内核也遵循这种布局吗 32位x86上的Linux传统上有3G/1G用户/内核划分用户空间内存始终映射在0x00000000-0xBFFFFFFF范围内（即4GB中可以在32位模式下直接寻址的较低3GB）。在进程之间切换时，将重新映

下图引自该书

为什么程序内存区域限制在
```
0xbffffff
```
和
```
0x8048000
```
之间？这一选择背后的理由是什么？这个地区以外有什么
这张图片显示的应该是一个32位程序。64位程序的内存布局是什么
图中提到“启动时”，那么在运行期间布局会发生变化吗
最后，Linux内核也遵循这种布局吗

32位x86上的Linux传统上有3G/1G用户/内核划分
- 用户空间内存始终映射在0x00000000-0xBFFFFFFF范围内（即4GB中可以在32位模式下直接寻址的较低3GB）。在进程之间切换时，将重新映射整个空间
- 内核内存始终映射到0xC0000000-0xFFFFFFFF范围（上限1GB）。它在用户空间的特权级别是不可访问的，但当上下文切换到内核时，它可以访问其所有内存，而无需重新映射任何内容
我有一个更详细的计划

在x86上，堆栈向下增长（从高位开始，向低位地址移动）。这在CPU设计中几乎是一个任意的决定（这就是

push

pop

调用/ret
指令对%esp
所做的）。Linux在这个范围的顶端启动它
相反，默认情况下，程序数据映射到低端。从历史上看，内核映射在0x08000000
下方，因此可供用户空间使用的最低地址位于该地址上方。这不再正确，但它解释了原始的0x0804000
加载地址


中间的空间用于堆。通过调用brk（）
或sbrk（）
将“Break”标记向上/向下移动；下面的内存可供程序使用。从历史上看，C运行时将程序分解以满足malloc
的空间要求
在当前64位x86 CPU上，只有地址0x0000000000000000-0x00007FFFFFFFFFFFFFFF和0xFFFF80000000000-0xFFFFFFFFFFFFFF是规范的。64位指针，但“只有”48位的可用地址空间。（这是256TB，所以我们需要一段时间才能达到该限制。）如果您尝试访问任何非规范地址（0x000008000000000-0xFFFF7FFFFFFFFFFF），硬件将触发故障。Linux在下半部分映射用户空间，在上半部分映射内核
堆栈仍在向下增长，因此Linux仍会朝着范围的顶部启动，而固定映射则朝着底部启动，堆在其上方增长
对。除了程序分解会随着堆的增长和收缩而上下移动外，程序还可以使用mmap
/munmap
将各种内容映射/取消映射到其地址空间，例如文件、共享内存、匿名内存等。事实上，现在的C运行时除了操纵程序中断之外，还将匿名内存映射成块
内核本身位于32位x86上的上1G和64位x86上的上128TB。它的布局对用户空间来说基本上不重要（也不可见），但包括诸如每个内核线程的堆栈和每个用户线程的内核端、页表、缓存、DMA缓冲区等


其他说明：
所有这些都是关于虚拟地址，而不是物理地址
用户空间可访问的最低地址不一定是0。C程序期望NULL
是一个错误的地址（这可能会导致它是否实际有效），内核现在强制执行默认为64k的地址
现在的Linux（现在已经超过十年了）将数据映射到一个极高的地址，因此堆栈从这个地址开始。从前，vsyscall页也在上面，但现在它位于内核空间的一页中
由于错误，所有地址都可能被乱排。这在32位地址空间上不是很有效（由于页面对齐，不能将较低的12位随机化，可能由于其他限制而使其随机化），但在64位模式下有很多位。

32位x86上的Linux传统上有3G/1G用户/内核划分

用户空间内存始终映射在0x00000000-0xBFFFFFFF范围内（即4GB中可以在32位模式下直接寻址的较低3GB）。在进程之间切换时，将重新映射整个空间
内核内存始终映射到0xC0000000-0xFFFFFFFF范围（上限1GB）。它在用户空间的特权级别是不可访问的，但当上下文切换到内核时，它可以访问其所有内存，而无需重新映射任何内容

我有一个更详细的计划
在x86上，堆栈向下增长（从高位开始，向低位地址移动）。这在CPU设计中几乎是一个任意的决定（这就是push
/pop
/调用/ret
指令对%esp
所做的）。Linux在这个范围的顶端启动它
相反，默认情况下，程序数据映射到低端。从历史上看，内核映射在0x08000000
下方，因此可供用户空间使用的最低地址位于该地址上方。这不再正确，但它解释了原始的0x0804000
加载地址

中间的空间用于堆。通过调用brk（）
或sbrk（）
将“Break”标记向上/向下移动；下面的内存可供程序使用。从历史上看，C运行时将程序分解以满足malloc
的空间要求
在当前64位x86 CPU上，