厦门理工学院操作系统实验7

《操作系统》实验报告

c. 三个局部变量在什么段进行分配，该段起始地址，分配是从高地址向低地址增长还是低地址向高地址增长？

d. 使用malloc分配的三个小于128K大小的内存区域，在什么段进行分配，该段处于位置？分配是从高地址向低地址增长还是低地址向高地址增长？

e. 使用malloc分配的三个大于128K大小的内存区域，在那两个段之间进行空间分配

f. 在两次运行结果中，哪些段中变量的地址是不变，而哪些段中变量的地址是变化的（6）本程序的打印每段的顺序是有编程来确定，但假如编程者不知道每段在内存的分布情况，需在编程时根据在该段的成员所在地址高低来确定打印顺序，即低地址成员及对应地址先打印，且打印同一段的第一成员时，要同时要打印对应段的名称相关信息。为适应这一需求，应如何修改程序。

四、实验结果与数据处理

1.使用malloc() free() 动态分配与回收内存，并查看堆区（heap）大小变化：（1）实验结果：

图1：代码

图2：程序运行结果

（2）结果分析：

运行结果：通过程序计数的方法得到的动态内存大小和通过调用系统函数获得的动态内存大小不一致，计数的大小会小于系统所给出的大小。

原因：在这个实验中，由于在系统的运行中由于某些变量的大小是会发生变化的，系统在运行程序时通常会产生一些内零头，也就是一些变量直接的未定义区域，而不是简单地各变量大小相加，所以就可以看到存在计数小于系统给出数据大小的情况；同时另外系统分配内存算法也会影响占用内存的大小。

（3）流程图：

图3：流程图

2.程序中代码、各种变量、常量在内存空间中分布（1）实验结果：

图4：代码

图5：程序运行结果

（2）结果分析：

1) 两个初始化的全局变量和一个初始化的静态局部变量在data段进行分配,该段处于可执行文件中。

2) 两个未初始化的全局变量和一个未初始化的静态局部变量在bss段进行分配，该段处于可执行文件外的内存中。

3) 三个局部变量在stack段进行分配，该段起始地址，分配是从高地址向低地址增长。

4) 使用malloc分配的三个小于128K大小的内存区域，在heap段进行分配，该段处于可执行文件外的内存中，分配是从低地址向高地址增长。

5) 使用malloc分配的三个大于128K大小的内存区域，在mmap段和bss段之间进行空间分配

6) 在两次运行结果中，text段、data段和bss段中变量的地址是不变，而stack段、heap段和mmap段中变量的地址是变化的。

（3）程序修改：

图6：修改后代码图7：修改后运行结果

（4）流程图：

图8：流程图

五、分析与讨论

通过这一次的实验，我对进程的中各种变量在内存的区域有了更多的了解，也学会了了解了data段、bss段、text段、heap段、stack段和mmap段的所处位置、分配对象和分配方式，也懂得使用malloc ()和free()进行内存动态分配的原理和使用方法，同时也掌握了堆内内存和mmap的使用情况查看。

总而言之，通过这次实验，我对于进程的整个运行过程和运行方式有了更加深入地体会，让我对linux系统的内存分配和回收有了更深的理解。