为什么要探究这个问题？
作为基础设施供应商，自己的服务占用多少内存，为什么要占用这么多内存，需要能说的清楚。作为一个云计算开发，这点问题都弄不清楚，说不过去。
§ 0x01 范围
讨论的只限于Linux X86平台下，因为实用第一。内存页大小为4KiB。
目标：说清楚一个大型的Go进程内存消耗在了哪里。
Go具有自己的运行时，其内存构成比较复杂。想说清楚和容易理解，有些难度。先从较简单的C程序说起。
§ 0x02 先说普通的C程序
正常能写出的最简单的程序，没有任何依赖，当然用汇编写出来的。个人更喜欢AT&T风格的，如下:
.section .data
.section .text
.globl _start
_start:
movl $1, %eax
movl $5, %ebx
int $0x80
写个Makefile。
all: demo
demo: demo.o
# ld -dynamic-linker /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 -o [email protected] -lc $<
ld -static --no-dynamic-linker -o $@ -lc $<
demo.o: demo.s
as -gstabs -o $@ $<
clean:
rm ./demo ./demo.o
简单说明下过程，通过as编译，然后通过ld进行链接，最终生成一个static link的二进制。它不依赖libc，在Linux下能做到的最小程序。
需要安装gcc和gas等组件。执行make后，生成一个demo的二进制。运行这个二进制，只有一个系统调用就是设置退出码。执行一下，并没有任何输出，因为它只设置了一个退出码。可以通过 echo $?进行确认。想进一步实验，可以改成别的退出码。
$ ./demo; echo $?
5
使用gdb调试下这个程序让它暂停住，看下它的内存占用。
ulin 7116 0.0 0.0 168 24 pts/13 t 09:17 0:00 /mnt/d/code/lean/go-memory/asm/demo
它的RSS值是24，单位是KiB，也就是说它个最小程序的内存占用是24KiB。
下面我们来探究下为什么最小的程序也会占用24KiB内存。进程是由二进制加载到内存中形成的，所以起点还是看二进制，也就是elf的组成。
通过readelf -S看到各段大小如下：
| section | size(B) | 说明 |
|---|---|---|
| NULL | 0 | elf中规定的空置段，占了4KiB |
| .text 代码段 | 12 | 大小只有12B，但对齐后16B |
| .symtab 符号表 | 144 | 可以通过strip去除 |
| .strtab 字符串表 | 25 | |
| .shstrtab | 33 |
elf的布局如下：
通过readelf -a -W demo获取。
1. ELF header
2. Program header
3. sections
4. section Header table
| 区段 | 偏移 | 大小 |
|---|---|---|
| ELF header | 0 | 64 |
| Program header | 64 | 56 * 2 = 112 |
| sections | 176 | 4096 + 16 + 144 + 25 = 4281 |
| section header table | 4320 | 5 * 64 = 320 |
上各section中，只有.text和会加载到内存中。代码段只有12B，为什么进程的RSS是24KiB。
/proc/7768/smaps中有记载详细的内存布局，demo的具体内容摘要如下。先说下Pss与Rss的区别。
Rss是实际段大小，Pss是私有段大小。如果是一个.so文件，有其他进程共享，则Pss=Rss/N。实际占用的是所有段的Pss值之和。
| 段 | Pss值 | 说明 |
|---|---|---|
| 00400000-00401000 | 4KiB | 根据 Program Header看，应该是NULL段加载进来的。只读。 |
| 00401000-00402000 | 4KiB | 代码段，rxp，可执行。根据 Program Header加载的。 |
| 7ffff7ff9000-7ffff7ffd000 | 4KiB | 看注释应该是环境变量。只读。 |
| 7ffff7ffd000-7ffff7fff000 | 4KiB | vdso段，内核映射的伪so。 |
| 7ffffffdd000-7ffffffff000 | 8KiB | 栈 |
刚好是24KiB大小。因为内存页的属性是按照最小单页的粒度，所以代码段不足4KiB，但也分配了4KiB。
§ 0x03 小结
我们探讨了最小C程序的内存占用，将其RSS的组成分析清楚了。整体的结论如下：
- elf中的部分section会映射到进程的内存中。
- 进程中最终的内存section由两种来源：
- 在Program Header中告诉加载器，把哪些字段加载到内存中，并设置对应的Flag。
- 加载器自己规定的共用的一些段，如vdso、栈、环境变量段。
疑问：为什么没有看到堆段（即heap）呢？猜测那是glibc规定的，目前我们用的是汇编实现的，不需要用堆。
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