C语言中内存分布及程序运行中的BSS段、数据段、代码段、堆和栈
1. 栈(stack):又称堆栈,栈是由编译器自动分配释放,存放函数的参数值,局部变量的值等(但不包括static声明的变量,static意味着在数据段中存放变量)。除此之外,在函数被调用时,栈用来传递参数和返回值。由于栈的先进后出的特点,所以栈特别方便用来保存/恢复调用数据。其操作方式类似于数据结构中的栈。
2. 堆(heap):堆是用于存放进程运行中被动态分配的内存段,它的大小,并不固定,可动态扩张或缩放。当进程调用malloc/free等函数分配内存时,新分配的内存就被动态添加到堆上(堆被扩张)/释放的内存从堆中被提出(堆被缩减)。堆一般由程序员分配释放,若程序员不释放,程序结束时可能由OS回收。注意它与数据结构中的堆是两回事,分配方式倒是类似于链表。
3. 全局数据区(静态区)(static):全局变量和静态变量的存储是放在一块的,初始化的全局变量和静态变量在一块区域,未初始化的全局变量和静态变量在相邻的另一块区域。另外文字常量区,常量字符串就是放在这里,程序结束后由系统释放。
(1) BSS段(bss segment):通常是指用来存放程序中**未初始化**的全局变量的一块内存区域。BSS段属于静态内存分配。
(2) 数据段(data segment):通常是指用来存放程序中**已初始化**的全局变量的一块内存区域。数据段属于静态内存分配。
4. 代码段(code segment/text segment):通常是指用来存放程序执行代码的一块内存区域。这部分区域的大小在程序运行之前就已经确定,并且内存区域通常属于只读,某些架构也允许代码段为可写,即允许修改程序。在代码段中,也有可能包含一些只读的常数变量,例如字符串常量等。程序段为程序代码在内存中的映射,一个程序可以在内存中有多个副本。
例如:
int a = 0; //全局初始化区
char *p1; //全局未初始化区
int main() {
int b; // 栈
char s[] = "abc"; //栈
char *p2; //栈
char *p3 = "123456"; //123456\0在常量区,而p3在栈上。
static int c =0; //全局(静态)初始化区
p1 = (char *)malloc(10);
p2 = (char *)malloc(20); //分配得来得10和20字节的区域就在堆区。
strcpy(p1, "123456"); //123456\0放在常量区,编译器可能会将它与p3所指向的"123456"优化成一个地方。
return 0;
}
也有说法
1.由C语言代码(文本文件)形成可执行程序(二进制文件),需要经过编译-汇编-连接三个阶段。编译过程把C语言文本文件生成汇编程序,汇编过程把汇编程序形成二进制机器代码,连接过程则将各个源文件生成的二进制机器代码文件组合成一个文件。
2.C语言编写的程序经过编译-连接后,将形成一个统一文件,它由几个部分组成。在程序运行时又会产生其他几个部分,各个部分代表了不同的存储区域:
1>代码段(Code或Text)
代码段由程序中执行的机器代码组成。在C语言中,程序语句执行编译后,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机器代码,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,使用这些数据的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,并且有初值,以供程序运行时读写。
4>未初始化数据段(BBS)
未初始化数据是在程序中声明,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,如果程序没有释放,操作系统可能在程序(例如一个进程)结束后会后内存。
6>栈(statck)
堆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。