【Linux】对进程地址空间的理解

在Linux中，每个进程都有自己的地址空间，这是由MMU（内存管理单元）提供的。每个进程的地址空间都是独立的，进程A看到的地址可能与进程B看到的地址截然不同。这是通过将每个进程的地址空间映射到物理内存的不同部分来实现的。

进程地址空间可以分为几个区域：

1. 代码段（Text Segment）：存储程序的可执行代码。
2. 数据段（Data Segment）：存储已经初始化的全局变量和静态变量。
3. BSS段（BSS Segment）：存储未初始化的全局变量和静态变量，在程序运行前这些变量的值默认为0。
4. 堆（Heap）：动态分配的内存区，向上增长。
5. 栈（Stack）：用于存储局部变量、函数调用的上下文、返回地址等，向下增长。
6. 内存映射段：包括动态库、共享内存等，可以是文件或者匿名的。

进程地址空间的理解可以帮助开发者理解内存管理和调试各种内存相关的问题，例如内存泄漏、段错误等。

以下是一个简单的C程序示例，它演示了如何在进程地址空间中创建一个区域，并尝试改变它：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
 
int global_var;  // BSS段
int main() {
    int stack_var;  // 栈
    int heap_var = 1;  // 堆
 
    printf("Address of global_var: %p\n", &global_var);
    printf("Address of stack_var: %p\n", &stack_var);
    printf("Address of heap_var: %p\n", &heap_var);
 
    // 尝试改变栈区域的内容
    // 注意：这种操作可能导致未定义行为，因为栈上的内存可能被其他变量覆盖
    int *stack_ptr = &stack_var;
    printf("Original stack_var value: %d\n", stack_var);
    *stack_ptr = 2;  // 尝试修改栈上的内容
    printf("Modified stack_var value: %d\n", stack_var);
 
    // 尝试改变堆区域的内容
    printf("Original heap_var value: %d\n", heap_var);
    heap_var = 2;  // 合法操作
    printf("Modified heap_var value: %d\n", heap_var);
 
    // 尝试改变代码段或BSS段的内容
    // 注意：这种操作通常是不允许的，程序会崩溃
    // int *text_ptr = &main;
    // int *bss_ptr = &global_var;
    // *text_ptr = 0;  // 尝试修改代码段
    // *bss_ptr = 0;  // 尝试修改BSS段
 
    return 0;
}

这个程序演示了如何打印出变量的地址，以及如何在允许和不允许的内存区域内修改变量的值。这对理解和调试内存相关的问题非常有帮助。