原文：Hack The Virtual Memory: C strings & /proc - Holberton

翻譯：RobotCode俱樂部

我們之前討論過在進程的虛擬內存中可以找到什麼，以及在哪裡可以找到它。今天，我們將嘗試「重建」下圖，方法是列印程序中各個元素的地址。

The stack（棧）

我們要在圖中定位的第一個區域就是棧。我們知道在C語言中，局部變數位於棧上。如果我們列印一個局部變數的地址，它應該會告訴我們在虛擬內存中哪裡可以找到棧。讓我們使用下面的程序來找出各種元素在內存中的分佈：

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

/**
 * main - print locations of various elements
 *
 * Return: EXIT_FAILURE if something failed. Otherwise EXIT_SUCCESS
 */
int main(void)
{
int a;

printf("Address of a: %p
", (void *)&a);
return (EXIT_SUCCESS);
}

（譯者註：實際程序被我修改了下，在printf後加了while(1);以方便我們觀察maps）

如上圖所示，局部變數顯然們於[stack]區。（譯者註：但是靜態局部變數不是放在stack區，而是放在heap區，後面再討論）

The heap（堆）

當你為變數malloc空間時，將使用堆。讓我們添加一行代碼來使用malloc，看看malloc返回的內存地址位於哪裡(main-1.c)：

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

/**
 * main - print locations of various elements
 *
 * Return: EXIT_FAILURE if something failed. Otherwise EXIT_SUCCESS
 */
int main(void)
{
int a;
void *p;

printf("Address of a: %p
", (void *)&a);
p = malloc(98);
if (p == NULL)
{
fprintf(stderr, "Cant malloc
");
return (EXIT_FAILURE);
}
printf("Allocated space in the heap: %p
", p);
return (EXIT_SUCCESS);
}

如上圖很顯然可以看出堆與棧的分佈情況。可以畫出如下圖所示的圖：

The executable（可執行文件）

你的程序也在虛擬內存中。如果我們列印主函數的地址，我們應該知道與棧和堆相比，程序的位置。讓我們看看它是否像預期的那樣位於堆下面(main-2.c)：

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

/**
 * main - print locations of various elements
 *
 * Return: EXIT_FAILURE if something failed. Otherwise EXIT_SUCCESS
 */
int main(void)
{
int a;
void *p;

printf("Address of a: %p
", (void *)&a);
p = malloc(98);
if (p == NULL)
{
fprintf(stderr, "Cant malloc
");
return (EXIT_FAILURE);
}
printf("Allocated space in the heap: %p
", p);
printf("Address of function main: %p
", (void *)main);
return (EXIT_SUCCESS);
}

看起來我們的程序代碼的確位於堆之下，這是意料之中的。

但我們要確保這是程序的實際代碼，而不是指向其他位置的指針。讓我們用objdump來分析我們的程序2，看看主函數的「內存地址」:

我們找到了完全相同的地址(0x8048464)。如果你仍然有任何疑問，可以列印位於這個地址的第一個位元組，以確保它們匹配objdump 的輸出，看如下程序：

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

/**
 * main - print locations of various elements
 *
 * Return: EXIT_FAILURE if something failed. Otherwise EXIT_SUCCESS
 */
int main(void)
{
int a;
void *p;
unsigned int i;

printf("Address of a: %p
", (void *)&a);
p = malloc(98);
if (p == NULL)
{
fprintf(stderr, "Cant malloc
");
return (EXIT_FAILURE);
}
printf("Allocated space in the heap: %p
", p);
printf("Address of function main: %p
", (void *)main);
printf("First bytes of the main function:
");
for (i = 0; i < 15; i++)
{
printf("%02x ", ((unsigned char *)main)[i]);
}
printf("
");
return (EXIT_SUCCESS);
}

如上圖所示，完全符合預期。更新下我們通過實驗確認後的內存分佈圖：

本篇到此為止，下篇再討論命令行參數與環境變數在內存中的分佈情況

--未完待續

由於本人水平有限，翻譯必然有很多不妥的地方，歡迎指正。

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