对于进程而言，Linux操作系统采用的是虚拟内存管理技术，这使得进程都拥有了独立的虚拟内存空间。该内存空间的大小为4G的线性虚拟空间，进程只需关注自己可以访问的虚拟地址，无需直到物理地址的映射情况。利用这种虚拟地址不但更安全（用户不能直接访问物理内存），而且用户程序可以使用比实际物理内存更大的地址空间。
4GB的进程地址空间会被分成两个部分——用户空间与内核空间。用户地址空间是0～3GB（0xC0000000），内核地址空间占据3～4GB。用户进程在通常情况下只能访问用户空间的虚拟地址，不能访问内核空间虚拟地址。只有用户进程使用系统调用（代表用户进程在内核态执行）时才可以访问到内核空间。每当进程切换，用户空间就会跟着产生变化；而内核空间是由内核负责映射，它并不会跟着进程改变，是固定的。内核空间地址有自己对应的页表，用户进程各自有不同的页表。每个进程的用户空间都是完全独立、互不相干的。
进程的资源数据在虚拟内存上的分布如下图所示，注意进程在虚拟空间上的存储的数据不是按地址固定，其大小也不固定，进程很有可能使用了其中一小部分。

如图所示，用户空间包括以下几个功能区域（通常也称之为“段（segment）”）：
（1） 程序代码段：具有只读属性，包含程序代码（.init和.text）和只读数据（.rodata）。
（2）数据段：存放的是全局变量和静态变量。 其中初始化数据段（.data）存放显示初始化的全局变量和静态变量，未初始化数据段，此段通常也被称为BSS段（.bss），存放未进行显示初始化的全局变量和静态变量。
（3）栈：由系统自动分配释放，存放函数的参数值、局部变量的值、返回地址等。
（4）堆：存放动态分配的数据，一般由程序动态分配和释放，若程序不释放，程序结束时可能由操作系统回收。例如，使用malloc()申请空间。
（5）共享库的内存映射区域：这是Linux动态链接器和其他共享库代码的映射区域。