程序的地址空间

2019-06-10

在《算法设计与分析》这门课里学了递归，但老师只是提了一嘴”递归不能太深，否则会栈溢出”。那得多深才溢出啊？为啥会溢出？得找找资料看看了。下面是我的一些笔记，程序地址空间、进程地址空间……

测试环境centos7 x64。

程序地址空间

根据书上、网上的资料画个图，右图来源linux.cn。

在x86体系结构中分段机制是必选的，而分页机制则可由具体的操作系统而选择，Linux通过让段的基地址为0而巧妙的绕过了基地址。因此，对于Linux来说，虚地址和线性地址是一致的。在32位的平台上，线性地址的大小为固定的4GB。并且，由于采用了保护机制，Linux内核将这4GB分为两部分，虚地址较高的1GB（0xC0000000到0xFFFFFFFF）为共享的内核空间；而较低的3GB（0x00000000到0xBFFFFFFF）为每个进程的用户空间。由于每个进程都不能直接访问内核空间，而是通过系统调用间接进入内核，因此，所有的进程都共享内核空间。而每个进程都拥有各自的用户空间，各个进程之间不能互相访问彼此的用户空间。因此，对于每一个具体的进程而言，都拥有4GB的虚拟地址空间。——百度百科

栈

看到上图中(linux.cn的那张图)，说栈有8MB，注意是e.g，linux下使用ulimit 命令可以查看系统的很多上限值。

那就来看看啵，ulimit -a，列出看看。

[parallels@centos-7 vimExercise]$ ulimit -a
core file size          (blocks, -c) 0
data seg size           (kbytes, -d) unlimited
scheduling priority             (-e) 0
file size               (blocks, -f) unlimited
pending signals                 (-i) 7218
max locked memory       (kbytes, -l) 64
max memory size         (kbytes, -m) unlimited
open files                      (-n) 1024
pipe size            (512 bytes, -p) 8
POSIX message queues     (bytes, -q) 819200
real-time priority              (-r) 0
stack size              (kbytes, -s) 8192 # 栈
cpu time               (seconds, -t) unlimited
max user processes              (-u) 4096
virtual memory          (kbytes, -v) unlimited
file locks                      (-x) unlimited
[parallels@centos-7 vimExercise]$

他说我现在虚拟机的stack size是8912kb，也就是8MB。那试试咯，试试就试试。

#include <stdio.h>

int cnt = 0;

void func() {
  char a[1024 * 1024];
  (void) a;
  cnt++;
  printf("%d MB.\n", cnt);
  func();
}

int main() {

  func();

  return 0;
}

程序输出

[parallels@centos-7 vimExercise]$ ./stackSizeTest 
1 MB.
2 MB.
3 MB.
4 MB.
5 MB.
6 MB.
7 MB.
Segmentation fault (core dumped)
[parallels@centos-7 vimExercise]$

是的，到了7MB再不能申请1MB大小的栈空间了，因为函数栈帧以及一些别的变量占去了一部分。

然后我用ulimit -s 2048，修改栈的限制为2048kb，试试，不出所料，1MB。

[parallels@centos-7 vimExercise]$ ./stackSizeTest 
1 MB.
Segmentation fault (core dumped)
[parallels@centos-7 vimExercise]$

哈哈，以后你再说栈溢出我就改成unlimited。

注意

好吧，刚才改ulimit 发现改不回来了哈哈哈，它提示我不允许的操作。。。。额。。。。吓尿了，赶紧sudo，然后提示没有这条命令？？？？

好吧，百度ing……试了煤球用。抱着试一试的心态，先su，然后ulimit，我靠成了就。

百度的过程中学到了，这个值不能指定的太大，否则当并发运行的线程数多时，系统的内存会被众多thread耗尽。

堆

大大大，很大。能申请多少取决于电脑内存，测试的时候我电脑16GB，申请10GB没啥毛病（没别的占用的情况下，一般系统有你申请他就给你了）。

那么写代码的时候是多多在栈上弄好，还是堆上？

如果是小对象，并且需要频繁创建和销毁，在栈上更好。在栈上分配内存更加高效(修改esp寄存器)。
如果是大对象必须在堆上分配。
如果是很大的对象，又要频繁使用，那就上内存池吧。

剖析内存中的程序之秘 https://linux.cn/article-9255-1.html?pr