内存空间中的映射区域和非映射区域有什么区别？

Question

内存空间中的映射区域和非映射区域有什么区别？

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堆是一个连续（在虚拟地址方面）的内存空间，具有三个边界：起点、最大限制（通过sys/resource.h中的函数getrlimit(2)和setrlimit(2)进行管理），以及称为“断点”的终点。断点标记映射内存空间的结尾，即虚拟地址空间的部分与实际内存相对应。

我想更好地理解映射区域和非映射区域的概念。

- Hells Guardian

你能附上这篇文章的链接吗？ - Aviv

http://www.learnme.in/malloc-c/ - Tordek

仔细阅读linux的手册后，当使用setrlimit来改变数据段大小（即堆、BSS和初始化数据部分）时，似乎只有软限制 - 即问题中提到的断点 - 有任何明确的影响，例如返回ENOMEM。然而，我无法确定硬限制 - 可能是问题中提到的rlimit - 所扮演的角色。 - Aviv

2个回答

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在堆中映射的区域指的是可以与物理内存一起映射的虚拟内存区域。而未映射的区域则表示未使用的虚拟内存空间，它不指向任何物理内存。

堆的映射区域和未映射区域之间的边界是系统断点。当使用malloc()请求一些内存时，系统断点会移动以扩大映射区域。Linux系统提供了brk()和sbrk()方法来增加和减少系统断点的虚拟内存地址。

- CWLiu

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澄清一下，以防被误解，brk() 函数会减小堆的大小，而不是 sbrk()。 - KeyC0de

@RestlessC0bra，谢谢你。 - CWLiu

...而sbrk()增加它。 - KeyC0de

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可以查看英文原文，
原文链接

- Thomas Padron-McCarthy · Accepted Answer

如果内存地址是64位长的，就像在许多现代计算机中一样，你有18446744073709551616个可能的内存地址。（它取决于处理器架构实际可以使用多少位，但地址是使用64位存储的。）那比17亿GB更多，这可能比你的计算机实际拥有的内存还要多。因此，只有其中一部分17亿GB对应实际的内存。对于其余的地址，内存不存在。内存地址和内存位置之间没有对应关系。这些地址因此是未映射的。

这是一个简单的解释。实际上，情况要复杂一些。你的程序的内存地址不是你计算机中物理内存芯片，即实际内存地址。而是虚拟内存。每个进程都有自己的内存空间，即自己的18446744073709551616个地址，进程使用的内存地址由计算机硬件转换为物理内存地址。因此，一个进程可能在内存地址4711处存储了一些数据，而实际上是存储在这里的真实物理内存芯片上，另一个进程可能也在内存地址4711处存储了一些数据，但那是完全不同的地方，在那边存储在真正的物理内存芯片上。进程内部的虚拟内存地址被翻译或映射到实际的物理内存，但并不是全部，其余部分仍然未映射。

当然，这也是一个简化的解释。你可以使用比计算机中物理内存更多的虚拟内存。这是通过分页完成的，即将一些当前未使用的内存块（称为页面）存储在磁盘上，直到它们再次需要为止。（即使这个术语最初意味着将一个进程的所有内存写入磁盘，而不仅仅是其中的一部分，但仍然被称为“交换”）。

更麻烦的是，一些现代操作系统（如Linux和MacOS X，但据说不包括Windows）在分配内存时会出现过度承诺的情况。这意味着它们分配的内存地址比计算机上可以存储的地址更多，即使使用硬盘也无法存储。例如，我的电脑只有32GB的物理内存，并且只有4GB可用于将数据分页到磁盘上，因此实际可用的虚拟内存不能超过36GB。但是malloc（一种内存分配函数）却可以愉快地分配超过100,000GB的内存。只有当我实际尝试在所有该内存中存储东西时，它才与物理内存或磁盘连接。但它是我的虚拟内存空间的一部分，所以我认为这也是映射内存，即使它没有被映射到任何东西。