计算机单个进程内存布局的基本结构

这张图片展示了一个计算机内存布局的基本结构，从低地址（0x00000000）到高地址（0xFFFFFFFF）依次分布着不同的内存区域。

1. 代码段

   • 这是程序代码在内存中的存储区域。它包含了一系列的指令，这些指令是计算机执行程序所依据的操作步骤。程序在运行时，CPU会从代码段读取指令并执行。例如，在一个简单的 “Hello, World!” 程序中，用于输出文本的指令就存储在代码段。

2. 数据段

   • 用于存储程序中的全局变量和静态变量。这些变量在整个程序运行期间都存在，并且在程序编译时就分配好了内存空间。比如，一个程序中定义的全局数组，其存储空间就在数据段中。

3. 堆

   • 是一种动态分配的内存区域。程序运行时，可以通过内存分配函数（如 C 语言中的 malloc、calloc 等函数）在堆中申请内存空间，也可以通过释放函数（如 free 函数）释放不再使用的内存。堆的大小通常是不固定的，可以根据程序的需求动态扩展或收缩。例如，当程序需要存储大量数据，而这些数据的大小和数量在编译时无法确定时，就可以使用堆来动态分配内存。

4. 栈

   • 主要用于存储函数调用过程中的局部变量、函数参数、返回地址等信息。栈的内存分配和释放是自动的，遵循后进先出（LIFO）的原则。当函数被调用时，相关的局部变量和信息会被压入栈中；当函数执行完毕返回时，这些信息会被弹出栈。例如，在一个递归函数的调用过程中，每次递归调用都会在栈中分配相应的内存空间用于存储该次调用的局部信息。

5. 内核区域

   • 这部分内存主要被操作系统内核使用。它包含了操作系统的核心代码、数据结构以及系统调用处理程序等信息。内核区域是操作系统的 “专属” 内存空间，用于管理和控制计算机系统的资源，如进程调度、内存分配、文件系统操作等。用户程序通常不能直接访问内核区域，只有通过系统调用等方式才能与内核进行通信和交互。