堆栈，BSS，DATA，TEXT_text bss data-优快云博客

本文详细介绍了Linux下的目标文件（.o）构成，包括其包含的代码段、数据段、BSS段等及其功能。同时探讨了应用程序的组成，如代码段、数据段、BSS段、栈和堆的内存管理，以及静态和动态内存分配的区别和注意事项。

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一、目标文件

首先目标文件的构成，Linux下就是.o 文件
编译器编译源码后生成的文件叫目标文件（Object File）。
目标文件和可执行文件一般采用同一种格式，这种存储格式为 ELF。

目前文件的内容至少有编译后的机器指令代码和数据，除了这些，目标文件中还包含了链接时所必须的一些信息，比如符号表、调试信息、字符串等。

般目标文件将这些信息按照不同的属性，以段（segment）的形式存储。

代码段（.text）：源代码编译过后的机器指令。
数据段（.data）：全局变量和局部静态变量被放在数据段。
只读数据段（.rodata）：const 修饰的变量和其他字符串常量。
bss 段：为未初始化的符号，预留足够的空间。未初始化的变量在 bss 段。
其他段。
如下：

ELF文件头

ELF 文件开头是一个头文件，它描述的是整个文件的属性，

包括：文件的类型、目标硬件、目标操作系统等信息。

段
代码段；数据段；BSS段等

代码段

C 语言编译后的机器指令，都保存在代码段（.text）。
将代码段反汇编我们可以发现机器（汇编指令）：

数据段
数据段（.data）保存的是哪些已经初始化（非零）的全局变量（静态变量和非静态变量）和局部静态变量。

只读数据段
只读数据段（.rodata）,保存的是只读数据。一般是程序中 const 修饰的只读变量和字符串常量（包括 printf 函数中的格式化字符串%d）。

BSS段
bss 段（.bss），用来记录所有未初始化的全局变量（或者零初始化）和局部静态变量大小总和，然后为其预留位置。

未初始化的全局变量（或者零初始化）和局部静态变量，因为都是 0，所以在.data 段开辟存储空间存储 0 是没有必要的。

二、应用程序的组成

2.1组成

在高级语言的角度我们将一个程序主要分为如下的段：
代码段
数据段 (变量常量等)
BSS 段（未初始化）
栈
堆

一个可执行程序至少包含：代码段 + 数据段 + BSS 段。也就是说在存储时（没有加载到内存运行），至少拥有三个部分，分别是代码段(text)、数据段(data)、和BSS 段。

当应用程序运行时（运行态），此时需要另外两个域：堆和栈。正在运行的程序：代码段 + 数据段 + BSS 段 + 堆 + 栈。

2.2 内存管理

在将应用程序加载到内存空间执行时，操作系统负责代码段、数据段和 BSS 段的加载，并在内存中为这些段分配空间。栈也由操作系统管理，不需要程序员显示的管理；堆段需要程序员自己管理，显示的申请和释放。

动态分配

在运行时执行动态分配。需要程序员显示管理，通过 malloc 申请，并且需要手动 free 掉，否则会造成内存泄漏。

静态分配

在编译时就已经决定好了分配多少 Text+Data+Bss+Stack（静态分配）。

静态分配的内存在进程结束后由系统释放（Text+Data）,Stack 堆上的数据则在退出函数后立即被销毁。

三、各段说明

3.1 栈

栈保存函数的局部变量（不包括 static 修饰的变量），参数以及返回值。是一种后进先出（LIFO）的数据结构。
在调用函数或过程后，系统会清除栈上保存的局部变量、函数调用信息及其他信息。
栈的另外一个重要特征是，它的地址空间向下减少，即当栈上保存的数据越多，栈的地址越低。静态内存分配。
注意，由于栈的空间通常比较小，一般 linux 程序只有几 M，故局部变量，函数入参应该避免出现超大栈内存使用，比如超大结构体，数组等，避免出现 stack overflow。

3.2 堆

堆保存函数内部动态分配（malloc 或 new）的内存，是另外一种用来保存程序信息的数据结构。
堆是先进先出（FIFO）数据结构。堆的地址空间是向上增加，即当堆上保存的数据越多，堆的地址越高。动态内存分配。
注意：堆内存需要程序员手动管理内存，通常适用于较大的内存分配，如频繁的分配较小的内存，容易导致内存碎片化。