本文主要是介绍第4部分 库与运行库---(10)内存，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
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# 10、内存
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# 程序的内存布局
在32位操作系统中，内存空间拥有4GB的寻址能力。操作系统会把高地址的空间分配给内核，称为内核空间。
默认情况下，Windows将高地址的2GB空间分配给内核，Linux将高地址的1GB空间分配给内核。剩下的2GB或3GB的内存空间称为用户空间。
在用户空间里，有许多地址区间有特殊的地位，一般来讲，应用程序使用的内存空间里有如下"默认"的区域。
栈：用于维护函数调用的上下文。栈通常在用户空间的最高地址处分配，通常有数兆字节的大小。
堆：用来容纳应用程序动态分配的内存区域，malloc或new分配内存时，得到的内存来自堆里。堆通常存在于栈的下方(低地址方向)，可以有几十或数百兆字节。
可执行文件映像：存储着可执行文件在内存里的映像，由装载器在装载时将可执行文件的内存读取或映射到这里。
保留区：对内存中受到保护而禁止访问的内存区域的总称。
栈向低地址增长，堆向高地址增长。当栈或堆现有的大小不够用时，它将按照图中的增长方向扩大自身的尺寸，直到预留的空间被用完为止。
Q：程序出现"段错误(segment fault)" 或者 "非法操作，该内存地址不能read/write" 的错误信息，这是怎么回事？
A：非法指针解引用造成的错误，指针指向一个不允许读或写的内存地址，而程序却试图利用指针来读或写该地址的时候，就会出现这个错误。
最普遍原因有两种：
（1）将指针初始化为NULL，之后没有给它一个合理的值就开始使用指针。
（2）没有初始化栈上的指针，指针的值一般会是随机值，之后就开始使用指针。
# 栈与调用惯例
经典的操作系统里，栈总是向下增长的，栈中的数据是先入后出。
栈顶：由esp的寄存器进行定位，压栈的操作使栈顶的地址减少，弹出的操作使栈顶地址增大。
栈指针：ebp寄存器，ebp寄存器指向了函数活动记录的一个固定位置。
栈保存了一个函数调用所需要的维护信息，常被称为堆栈帧或 活动记录。堆栈帧一般包括如下几方面内容：
（1）函数的返回地址和参数。
（2）临时变量：包括函数的非静态局部变量以及编译器自动生成的其他临时变量。
（3）保存的上下文：包括在函数调用前后需要保持不变的寄存器。
在参数之后的数据（包括参数）就是当前函数的活动记录， ebp固定在图中所示的位置，不会随这个函数的执行而变化。
esp始终指向栈顶，随着函数的执行，esp会不断变化。
固定不变的ebp可以用来定位函数活动记录中的各个数据，在ebp之前首先是这个函数的返回地址，它的地址是ebp-4，再往前是压入栈中的参数，它们的地址分别是ebp-8、ebp-12等，视参数数量和大小而定。
ebp所直接指向的数据是调用该函数前ebp的值（Old EBP），这样在函数返回的时候，ebp可以通过读取这个值恢复到调用前的值。
# 堆与内存管理
栈上的数据在函数返回时就会被释放掉，所以无法将数据传递至函数外部。而全局变量没有办法动态地产生，只能在编译的时候定义。
堆是一块巨大 的内存空间，程序可以请求一块连续内存，并自由地使用，这块内存在程序主动放弃之前都会一直保持有效。
第3行用malloc申请了1000个字节的空间之后，程序可以自由地使用这1000个字节，直到程序用free函数释放它。
int main()
{char *p = (char*)malloc(1000);free(p);
}程序的运行库：管理着堆空间的分配，相当于是向操作系统"批发"了一块较大的堆空间，然后"零售"给程序用。当全部"售完"或程序有大量的内存需求时，再根据实际需求向操作系统"进货"。
Linux下的两种堆空间分配的方式：即两个系统调用，一个是brk()系统调用，另一个是mmap()。
brk()的作用就是设置进程数据段的结束地址，即它可以扩大或者缩小数据段。
brk()的作用实际上就是设置进程数据段的结束地址，即它可以扩大或者缩小数据段（Linux下数据段和BSS合并在一起统称数据段）。
mmap()的作用就是向操作系统申请一段虚拟地址空间，这块虚拟地址空间可以映射到某个文件，当它不将地址空间映射到某个文件时，又称这块空间为匿名空间。
#include <unistd.h>int brk(void *addr);这篇关于第4部分 库与运行库---(10)内存的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
