C语言程序的内存布局
一:C语言程序的存储区域
C语言编写的程序经过编绎-链接后,将形成一个统一的文件,它由几个部分组成,在程序运行时又会产生几个其他部分,各个部分代表了不同的存储区域:
1.代码段(Code or Text):
代码段由程序中的机器码组成。在C语言中,程序语句进行编译后,形成机器代码。在执行程序的过程中,CPU的程序计数器指向代码段的每一条代码,并由处理器依次运行。
2.只读数据段(RO data):
只读数据段是程序使用的一些不会被更改的数据,使用这些数方式类似查表式的操作,由于这些变量不需要更改,因此只需要放置在只读存储器中即可。
3.已初始化读写数据段(RW data):
已初始化数据是在程序中声明,并且具有初值的变量,这些变量需要占用存储器的空间,在程序执行时它们需要位于可读写的内存区域内,并具有初值,以供程序运行时读写。
4.未初始化读写数据段(BSS):
未初始化读写据是在程序中声明,但是没有初始化的变量,这些变量在程序运行之前不需要占用存储器的空间。
5.堆(heap):
堆内存只在程序运行时出现,一般由程序员分配和释放。在具有操作系统的情况下,如果程序员没释放,操作系统可以在程序结束后回收内存。
6.栈(stack):
栈内存只在程序运行时出现,在函数内部使用的变量,函数的参数以及返回值将使用栈空间,栈空间由编译器自动分配和释放。
C语言目标文件的内存布局如图:
Code |
RO data |
RW data |
代码段,只读数据段,读写数据段,未初始化数据段属于静态区域,而堆和栈属于动态区域。代码段,只读数据段和读写数据段将在连接之后产生,未初始化数据段将在程序初始化的时候开辟,而堆和栈将在程序的运行中分配和释放。
C语言程序分为映像和运行时两种状态,在编译连接后形成的映像中,将只包含代码段,只读数据段和读写数据段,在程序运行之前,将动态生成未初始化数据段,在程序运行时还将动态形成堆区域和栈区域。
一般来说,在静态的映像文件中,各个部分称之为节(Section),而在运行时的各个部分称之为段(Segment),有时统称为段。
二:C语言程序的段
1.代码段(code)
代码段由各个函数产生,函数的每一个语句将最终经过编绎和汇编生成二进制机器代码(具体生生哪种体系结构的机器代码由编译器决定)。
2.只读数据段(RO Data)
只读数据段由程序中所使用的数据产生,该部分数据的特点是在运行中不需要改变,因此编译器会将该数据段放入只读的部分中。C语言中的只读全局变量,只读局部变量,程序中使用的常量等会在编译时被放入到只读数据区。注意:
定义全局变量const char a[100]={"ABCDEFG"};将生成大小为100个字节的只读数据区,并使用“ABCDEFG”初始化。如果定义为:const char a[ ]={"ABCDEFG"};则根据字符串长度生成8个字节的只读数据段(还有’