Linux系统编程学习笔记（七）内存管理
内存管理：
对于一个进程来说，内存是最基本的也是最重要的资源之一。内存管理包括：内存分配、内存操作和内存释放。
1、进程地址空间：
Linux将物理内存虚拟化，内核为每一个进程维护一个特殊的虚拟地址空间。这个地址是线性的，从0开始，
到某个最大值。
1）页和页面调度
虚拟地址空间由很多页组成。系统的体系结构和机型决定了页的大小，典型的页大小包括4kb（32位系统）
和8k（64位系统）。每个页面都只有无效和有效两种状态:一个有效的页面和一个物理页或者一个二级存储
介质相关联（一个交换分区或者一个一盘文件），一个无效页没有关联，代表没有分配或者使用。地址空间
无须是连续的，虽然是线性编址，但是中间也有很多未编址的小区域。
2）共享和复制
虚存中的多个页面，甚至是属于不同进程的虚拟地址空间，也有可能被映射到同一个物理页面。这样允许不同
的虚拟地址空间共享物理内存的数据。
另一种情况是MMU会截取这次写操作并产生一个异常；作为回应，内核会透明的创造一份这个页的拷贝以供该
进程进行写操作，这种方式被称为写时拷贝。
3）内存区域
每一个进程都有以下区域：
1）文本区域：包含了程序的代码，字符串，常量和一些只读数据。在Linux中，文本段被标示为只读，并且直接
从目标文件映射到内存。
2）栈段（stack segment）包括了一个进程的执行栈，随着栈的深度动态的增长和收缩。包括程序的局部变量和函数的返回值。
3）数据段，又叫堆，包含了一个进程动态存储空间。它的大小可以变化，是有malloc动态申请，free动态释放的。
4）bss段（bss segment）包含了没有被初始化的全局变量。这些变量根据不同的c标准都有相应的初始值。
Linux从两个方面优化：首先，这个段是用来存放没有初始化的数据，所以连接器实际并不会将特殊的值存储在对象文件，
这样可以减少二进制代码文件的大小。其次，当这个段被加载到内存时，内存只需要简单的根据写时复制的原则将它们
映射到一个全是0的页上，这样非常高效的设置了初始值。
5）很多地址空间包含多个映像文件，比如可执行文件的本身、c和其他的链接库，还有数据文件。可以查看/proc/self/maps
或者pmap的输出查看进程的映像文件。
2、动态申请内存：
内存可以通过自动变量或者静态变量获得，但是所有的内存管理系统的基础都是动态内存的分配、使用和最终的释放。
动态内存是在进程运行时才分配的，而不是在编译时就分配好了，分配的大小也只有在分配时才确定。
1）C中最经典的为获得动态内存的接口是malloc：
#include <string.h>void *memmem(const void *haystack, size_t haystacklen, const void *needle, size_t needlelen);
