面试中几个基本的重要问题总结

1、堆和栈的区别，堆和栈的最大限制

堆主要用来分配动态内存，操作系统提供了malloc等内存分配机制来供程序员进行堆内存的分配，同时，堆内存的释放需要程序员来进行。malloc分配的是虚拟地址空间，和用到的实实在在的物理内存是两码事，只有真正往空间里写东西了，os内核会触发缺页异常，然后才真正得到物理内存。32位Linux系统总共有4G内存空间，Linux把最高的1G(0xCFFFFFFF-0xFFFFFFFF)作为内核空间，把低地址的3G（0x00000000-0xBFFFFFFF）作为用户空间。malloc函数在这3G的用户空间中分配内存，能分配到的大小不超过3G，需除去栈、数据段（初始化及未初始化的）、共享so及代码段等占的内存空间。堆的地址空间是由低向高增长的（先分配低地址）。我用以下程序进行测试：

#include <stdlib.h>

#include <stdio.h>

int main()

{

char *a = NULL;

unsigned long size = 2147 * 1000000;

a = (char *)malloc(size);

if(a == NULL){

perror("malloc failed/n");

}else{

printf("malloc success/n");

}

free(a);

return 0;

}

发现最大能分配的内存约为2.147GB。

栈由编译器自动分配释放 ，存放函数的参数值，局部变量的值等。栈的地址空间是由高向低减少的（先分配高地址）。在Linux中，用ulimit -a命令可以看到栈的最大分配空间(stack size)是8192kB，即8MB多。

2、Linux中进程最大地址空间

Linux的虚拟地址空间也为0～4G。Linux内核将虚拟的4G字节的空间分为两部分。

将最高的1G字节（从虚拟地址0xC0000000到0xFFFFFFFF），供内核使用，称为"内核空间"。将较低的3G字节（从虚拟地址0x00000000到0xBFFFFFFF），供各个进程使用，称为"用户空间"。因为每个进程可以通过系统调用进入内核，因此，Linux内核由系统的所有进程共享。于是，从具体进程的角度来看，每个进程可以拥有4G字节的虚拟空间。

其中，很重要的一点是虚拟地址空间，并不是实际的地址空间。进程地址空间是用多少分配多少，4G仅仅是最大限额而已。往往，一个进程的地址空间总是小于4G的，你可以通过查看/proc/pid/maps文件来获悉某个具体进程的地址空间。但进程的地址空间并不对应实际的物理页，Linux采用Lazy的机制来分配实际的物理页（"Demand paging"和"和写时复制（Copy On Write）的技术"),从而提高实际内存的使用率。即每个虚拟内存页并不一定对应于物理页。虚拟页和物理页的对应是通过映射的机制来实现的，即通过页表进行映射到实际的物理页。因为每个进程都有自己的页表，因此可以保证不同进程的相从上到下（地址从高到低）依次为栈（函数内部局部变量），堆（动态分配内存）
，bss段（存未初始化的全局变量），数据段（存初始化的全局变量），文本段(存代码)同虚拟地址可以映射到不同的物理页，从而为不同的进程都可以同时拥有4G的虚拟地址空间提供了可能。

3、C/C++程序在Linux中的内存布局

用以下程序进行测试

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

char pear[40];

static double peach;

int mango = 13;

static long melon = 2001;

int main()

{

int i = 3, j, *ip;

ip = malloc(sizeof(i));

pear[5] = i;

peach = 2.0 * mango;

printf("stack segment: i:%p, j:%p/n", &i, &j);

printf("heap segment: ip:%p/n", ip);

printf("bss segment: pear:%p, peach:%p/n", pear, &peach);

printf("data segment: mango:%p, melon:%p/n", &mango, &melon);

//printf("the stack top is near %p/n", &i);

return 0;

}

运行结果如下：

stack segment: i:0xbfccc1f8, j:0xbfccc1f4

heap segment: ip:0x97bd008

bss segment: pear:0x80497c0, peach:0x80497a8

data segment: mango:0x804978c, melon:0x8049790

由此可见：从上到下（地址从高到低）依次为栈（函数内部局部变量），动态链接库，堆（动态分配内存），bss段（存未初始化的全局变量），数据段（存初始化的全局变量），文本段(存代码)

4、C/C++程序从源程序到目标文件的生成过程

见http://blog.csdn.net/vividonly/archive/2011/05/06/6399530.aspx一文