为什么进程的地址空间分为四个段（文本，数据，堆栈和堆）？

Question

为什么进程的地址空间必须分成四个段（文本，数据，堆栈和堆）？ 什么是advandatage？ 是否可能只有一个完整的大部分？

Answer 1

将程序拆分为内存中的部分有多种原因。

其中之一是指令和数据存储器在体系结构上可以是不同的和不连续的，即使用CPU内部和外部的不同指令和电路进行读/写，形成两个不同的地址空间（即从地址0读取代码和从地址0读取数据通常将从不同的存储器返回两个不同的值。

另一个是可靠性/安全性。 您很少希望程序的代码和常量数据发生变化。 大多数情况下，当发生这种情况时，它会发生错误（无论是在程序本身还是在输入中，可能是恶意构造的）。 你想防止这种情况发生，并知道是否有任何尝试。 同样，您不希望可以更改的数据区域可执行。 如果它们存在并且程序中存在安全漏洞，则当恶意代码将其作为数据进入程序数据区并触发那些安全漏洞（例如缓冲区溢出）时，程序可能很容易被迫做有害的事情。

另一个是存储......在许多程序中，许多数据区域根本没有初始化或被初始化为一个公共预定义值（通常为0）。 当程序加载并即将启动时，必须为这些数据区保留内存，但这些区域不需要存储在磁盘上，因为那里没有有意义的数据。

在某些系统上，您可以将所有内容放在一个位置（部分/段/等）。 这里有一个值得注意的例子是MSDOS，其中.COM风格的程序没有结构，只有它们的大小必须小于64KB，第一个可执行指令必须出现在文件的最开头，并假设它的位置对应于IP = 0x100（其中IP是指令指针寄存器）。 代码和数据如何在.COM程序中放置和交错是不重要的，取决于程序员。

还有其他架构工件，例如x86段。 同样，MSDOS是处理它们的操作系统的一个很好的例子。 其中的.EXE风格的程序可能有多个直接对应于x86 CPU段的段到实模式寻址方案，其中通过称为段的64KB长“窗口”查看内存。 这些窗口/段的位置相对于CPU的段寄存器的值。 通过更改段寄存器值，您可以移动“窗口”。 为了访问超过64KB，需要使用不同的段寄存器值，这通常意味着在.EXE中有多个段（不仅可以是一个段用于代码，一个用于数据，还可以用于其中任何一个段）。

Answer 2

至少文本和数据段是分开的，以防止存储在变量中的恶意代码被运行。

指令（已编译的代码）存储在文本段中，而变量的内容存储在数据段中，后者永远不会被执行，只能读取和写入。

这里有更多信息。

Answer 3

这种区别不仅仅是将安全性修补到von-Neumann体系结构中的一个大的，黑客的解决方法，其中数据和指令共享相同的内存吗？