"linux process address space"是如何存储的？
How "linux process address space" is stored?
从书上看到当一个进程启动时，它的私有进程地址space被创建
假设它是从 0x0 到 0xMAX
而 space 的一部分是堆，我们写了一个 for 循环来继续 malloc (1k date) 直到它 returns false。它分配了 3GB 的日期。
那么问题来了，如果0x0到0xMAX是一开始分配的，那说明0x0到0xMAX从一开始就大于3GB（因为有stack,control...）？
如果一开始一个进程能占用超过3GB，那一定是我理解错了。
谁能解释一下这个 0x0 - 0xMAX 是如何存储在乞讨中的？
这里有一些误解。首先，进程地址dpace和分配给进程的内存是有区别的
其次，地址space内的有效地址范围不太可能是线性的。它最有可能在内存的几个断开连接的区域中。
如果您在循环中执行 malloc，则会导致 (a) 导致将有效页面添加到进程中 (b) 导致在 malloc 返回的内存之外分配开销内存。
第三，在一个进程的开始，有页表。 （忽略克隆）这些表在进程开始时没有引用任何内容。您的进程必须导致页面分配并分配给表。
通常将 executable 加载到内存是由 linux 加载程序 ld 驱动的进程。例如，如果我创建一个非常简单的 C 程序，可以说：
void main {}
用gcc编译这个程序后，我们得到一个executable文件（ELF格式）a.out。如果我们通过 运行ning ldd 分析这个非常简单的程序的依赖关系，我们会发现：
linux-gate.so.1 => (0x00545000)
libc.so.6 => /lib/i386-linux-gnu/libc.so.6 (0x00ccb000)
/lib/ld-linux.so.2 (0x00594000)
第一个linux-gate.so被内核暴露出来进行系统调用。 ld-linux.so 实际上是 linux 加载程序。它负责在内存中加载任何 executable 并 运行 它。如果我们查看生成的 a.out（例如使用 hexedit 工具），我们可以看到它的 header 包含对 ld-linux 所在位置的引用：
.ELF........................4...8.......
4. ...(.........4...4...4... ... .......
........T...T...T.......................
........................................
........................(...(...(.......
................h...h...h...D...D.......
....P.td............4...4...........Q.td
............................R.td........
..................../lib/ld-linux.so.2..
............GNU.........................
....GNU....F*QLk$,.....)..Yl............
一旦您启动该过程，ld-linux 加载程序首先检查您需要（依赖）哪些共享库以及它们是否可用。如果你依赖一些不可用的共享库 ld-linux 将不会加载进程（ld-linux 查看你的 LD_LIBRARY_PATH env 变量，/etc/ld.so.cache文件，最后在默认路径中：/lib 和 /usr/lib（man ld-linux 了解更多信息）。
一旦 ld-linux 确保所有库都在那里，它就会分配内存来加载进程。通常一个 executable 有几个段，为简单起见，我们可以将它们简化为文本（代码）、bss（未初始化数据）、数据（初始化和静态数据）。当进程加载到内存中时，加载程序会保留保存所有这些部分所需的内存量，并将进程所依赖的所有共享库映射到进程的虚拟 space 中。可以参考linux查看某个进程的maps列表：
cat /proc/pid_of_process/maps
如果我 运行 上面简单程序的修改版本（通过添加对 usleep 的调用以获得进程 pid）并检查其映射，我们得到以下内容（_ 只是隐藏我家出现的真实路径）：
003a5000-003a6000 r-xp 00000000 00:00 0 [vdso]
0075a000-008fd000 r-xp 00000000 08:03 2137894 /lib/i386-linux-gnu/libc-2.15.so
008fd000-008ff000 r--p 001a3000 08:03 2137894 /lib/i386-linux-gnu/libc-2.15.so
008ff000-00900000 rw-p 001a5000 08:03 2137894 /lib/i386-linux-gnu/libc-2.15.so
00900000-00903000 rw-p 00000000 00:00 0
00e4a000-00e6a000 r-xp 00000000 08:03 2137906 /lib/i386-linux-gnu/ld-2.15.so
00e6a000-00e6b000 r--p 0001f000 08:03 2137906 /lib/i386-linux-gnu/ld-2.15.so
00e6b000-00e6c000 rw-p 00020000 08:03 2137906 /lib/i386-linux-gnu/ld-2.15.so
08048000-08049000 r-xp 00000000 08:05 3589145 /______________/test/a.out
08049000-0804a000 r--p 00000000 08:05 3589145 /______________/test/a.out
0804a000-0804b000 rw-p 00001000 08:05 3589145 /______________/test/a.out
b771f000-b7720000 rw-p 00000000 00:00 0
b7745000-b7747000 rw-p 00000000 00:00 0
bf884000-bf8a5000 rw-p 00000000 00:00 0 [stack]
这实际上是进程的虚拟内存映射。这些页面映射到物理内存，每个进程都有自己的 PMT（程序映射 table），用于在虚拟地址和物理地址之间进行转换。一般来说，一个进程内存有如下布局：
（来自 http://duartes.org/gustavo/blog/post/anatomy-of-a-program-in-memory/）
因此，考虑到这些信息并回到您最初的问题，
So, question, if 0x0 to 0xMAX is allocated in the beginning, it means 0x0 to 0xMAX is larger than 3GB (since there are stack, control...) since the beginning?
答案是没有这样的保留。加载程序将所需的 物理 内存保留给 运行 进程。之后，根据进程需求（动态内存分配）及其行为，其堆和堆栈区域可能会增大或缩小。每次进程需要访问物理内存中实际不存在的一些内存（虚拟）时，都会发出 page-fault 并将此页面从磁盘加载到物理内存中的保留位置。有时为了做到这一点，内核必须将属于另一个进程的一些页面换出到磁盘。物理内存是一种有限的资源，OS 必须正确处理它才能提供所有 运行ning 进程。
通过这种策略，linux 内核能够 运行 多个进程，其中每个进程通常在物理内存中具有 4GB（32 位系统）的虚拟内存（特别是在过去）。通常，即使您动态保留内存（例如使用 malloc），调用也会成功，但实际上您还没有保留此物理内存。一旦它尝试使用它（通过读取或写入此内存），您的进程就会得到它。
这可能是一个很长的答案。我希望我没有错过很多细节，它可以帮助您理解 linux.
中进程内存的剖析
从书上看到当一个进程启动时，它的私有进程地址space被创建
假设它是从 0x0 到 0xMAX
而 space 的一部分是堆，我们写了一个 for 循环来继续 malloc (1k date) 直到它 returns false。它分配了 3GB 的日期。
那么问题来了，如果0x0到0xMAX是一开始分配的，那说明0x0到0xMAX从一开始就大于3GB（因为有stack,control...）？
如果一开始一个进程能占用超过3GB，那一定是我理解错了。
谁能解释一下这个 0x0 - 0xMAX 是如何存储在乞讨中的？
这里有一些误解。首先，进程地址dpace和分配给进程的内存是有区别的
其次，地址space内的有效地址范围不太可能是线性的。它最有可能在内存的几个断开连接的区域中。
如果您在循环中执行 malloc，则会导致 (a) 导致将有效页面添加到进程中 (b) 导致在 malloc 返回的内存之外分配开销内存。
第三，在一个进程的开始，有页表。 （忽略克隆）这些表在进程开始时没有引用任何内容。您的进程必须导致页面分配并分配给表。
通常将 executable 加载到内存是由 linux 加载程序 ld 驱动的进程。例如，如果我创建一个非常简单的 C 程序，可以说：
void main {}
用gcc编译这个程序后，我们得到一个executable文件（ELF格式）a.out。如果我们通过 运行ning ldd 分析这个非常简单的程序的依赖关系，我们会发现：
linux-gate.so.1 => (0x00545000)
libc.so.6 => /lib/i386-linux-gnu/libc.so.6 (0x00ccb000)
/lib/ld-linux.so.2 (0x00594000)
第一个linux-gate.so被内核暴露出来进行系统调用。 ld-linux.so 实际上是 linux 加载程序。它负责在内存中加载任何 executable 并 运行 它。如果我们查看生成的 a.out（例如使用 hexedit 工具），我们可以看到它的 header 包含对 ld-linux 所在位置的引用：
.ELF........................4...8.......
4. ...(.........4...4...4... ... .......
........T...T...T.......................
........................................
........................(...(...(.......
................h...h...h...D...D.......
....P.td............4...4...........Q.td
............................R.td........
..................../lib/ld-linux.so.2..
............GNU.........................
....GNU....F*QLk$,.....)..Yl............
一旦您启动该过程，ld-linux 加载程序首先检查您需要（依赖）哪些共享库以及它们是否可用。如果你依赖一些不可用的共享库 ld-linux 将不会加载进程（ld-linux 查看你的 LD_LIBRARY_PATH env 变量，/etc/ld.so.cache文件，最后在默认路径中：/lib 和 /usr/lib（man ld-linux 了解更多信息）。
一旦 ld-linux 确保所有库都在那里，它就会分配内存来加载进程。通常一个 executable 有几个段，为简单起见，我们可以将它们简化为文本（代码）、bss（未初始化数据）、数据（初始化和静态数据）。当进程加载到内存中时，加载程序会保留保存所有这些部分所需的内存量，并将进程所依赖的所有共享库映射到进程的虚拟 space 中。可以参考linux查看某个进程的maps列表：
cat /proc/pid_of_process/maps
如果我 运行 上面简单程序的修改版本（通过添加对 usleep 的调用以获得进程 pid）并检查其映射，我们得到以下内容（_ 只是隐藏我家出现的真实路径）：
003a5000-003a6000 r-xp 00000000 00:00 0 [vdso]
0075a000-008fd000 r-xp 00000000 08:03 2137894 /lib/i386-linux-gnu/libc-2.15.so
008fd000-008ff000 r--p 001a3000 08:03 2137894 /lib/i386-linux-gnu/libc-2.15.so
008ff000-00900000 rw-p 001a5000 08:03 2137894 /lib/i386-linux-gnu/libc-2.15.so
00900000-00903000 rw-p 00000000 00:00 0
00e4a000-00e6a000 r-xp 00000000 08:03 2137906 /lib/i386-linux-gnu/ld-2.15.so
00e6a000-00e6b000 r--p 0001f000 08:03 2137906 /lib/i386-linux-gnu/ld-2.15.so
00e6b000-00e6c000 rw-p 00020000 08:03 2137906 /lib/i386-linux-gnu/ld-2.15.so
08048000-08049000 r-xp 00000000 08:05 3589145 /______________/test/a.out
08049000-0804a000 r--p 00000000 08:05 3589145 /______________/test/a.out
0804a000-0804b000 rw-p 00001000 08:05 3589145 /______________/test/a.out
b771f000-b7720000 rw-p 00000000 00:00 0
b7745000-b7747000 rw-p 00000000 00:00 0
bf884000-bf8a5000 rw-p 00000000 00:00 0 [stack]
这实际上是进程的虚拟内存映射。这些页面映射到物理内存，每个进程都有自己的 PMT（程序映射 table），用于在虚拟地址和物理地址之间进行转换。一般来说，一个进程内存有如下布局：
（来自 http://duartes.org/gustavo/blog/post/anatomy-of-a-program-in-memory/）
因此，考虑到这些信息并回到您最初的问题，
So, question, if 0x0 to 0xMAX is allocated in the beginning, it means 0x0 to 0xMAX is larger than 3GB (since there are stack, control...) since the beginning?
答案是没有这样的保留。加载程序将所需的 物理 内存保留给 运行 进程。之后，根据进程需求（动态内存分配）及其行为，其堆和堆栈区域可能会增大或缩小。每次进程需要访问物理内存中实际不存在的一些内存（虚拟）时，都会发出 page-fault 并将此页面从磁盘加载到物理内存中的保留位置。有时为了做到这一点，内核必须将属于另一个进程的一些页面换出到磁盘。物理内存是一种有限的资源，OS 必须正确处理它才能提供所有 运行ning 进程。
通过这种策略，linux 内核能够 运行 多个进程，其中每个进程通常在物理内存中具有 4GB（32 位系统）的虚拟内存（特别是在过去）。通常，即使您动态保留内存（例如使用 malloc），调用也会成功，但实际上您还没有保留此物理内存。一旦它尝试使用它（通过读取或写入此内存），您的进程就会得到它。
这可能是一个很长的答案。我希望我没有错过很多细节，它可以帮助您理解 linux.
中进程内存的剖析