Структура памяти процесса в Linux (описание к рисунку из предыдущего поста)

Когда вы запускаете программу в Linux, операционная система создаёт определённую структуру для её памяти. Такая настройка помогает эффективно управлять использованием оперативной памяти процессом.
В нижней части располагается текстовый сегмент, который содержит исполняемый код. Над ним находится сегмент данных для инициализированных глобальных переменных.

Далее следует сегмент BSS (Block Started by Symbol), куда помещаются неинициализированные глобальные переменные, и система обнуляет их при запуске.

Динамическая память (heap) начинается сразу после BSS и растёт вверх по мере того, как программа динамически выделяет больше памяти с помощью таких функций, как malloc.

Выше располагается стек, который начинается в верхней части пользовательского пространства и растёт вниз. Он отвечает за локальные переменные, вызовы функций и адреса возврата. Между heap и стеком обычно есть промежуток, чтобы предотвратить их столкновение, если один из них слишком сильно разрастается.

В 32-разрядных системах общее адресное пространство составляет 4 ГБ, причём верхние 1 ГБ часто резервируются для ядра. Однако в 64-разрядных системах пространство огромно — около 128 ТБ для пользовательских процессов, поэтому структура может немного различаться в зависимости от архитектуры.

Отображения ядра располагаются в самом верху и отвечают за системные вызовы и взаимодействие с оборудованием. Общие библиотеки загружаются в память по мере необходимости, часто отображаясь между heap и стеком.

Проверить карту памяти процесса можно с помощью таких инструментов, как pmap, или просмотрев файл /proc/pid/maps. Например, если запустить простую программу на C и изучить её карту, можно чётко увидеть эти сегменты, причём адреса начинаются с низких значений для текстового сегмента и увеличиваются вверх.

Иногда управление памятью включает такие элементы, как mmap для отображения файлов или анонимные области. Они могут появляться в разных местах, что обеспечивает гибкость. Функции безопасности, такие как рандомизация размещения адресного пространства, перемешивают элементы, чтобы усложнить эксплуатацию уязвимостей.