text段、data段、bss段、堆和栈

本文详细介绍了程序内存的几个关键部分:text段(存放执行代码)、数据段(包括已初始化的全局变量和静态变量)、bss段(存放未初始化的全局变量和静态变量)、堆(动态分配内存)和栈(存放局部变量)。文章探讨了各段的特点,如栈的快速访问和堆的灵活性,以及它们在程序运行过程中的作用。

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text段

代码段: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。

文字常量区

文字常量区:常量字符串、全局常量与静态常量存放在文字常量区(局部非静态常量存放在栈),此处存放的数据不可修改,程序结束后由系统释放。注意,若全局常量与静态常量被volatile关键字修饰,此时存放位置可能在文字常量区也可能不在,跟编译器有关。

bss段

bss段:bss段(bss segment)通常是指用来存放程序中未初始化的全局变量和静态变量的一块内存区域,bss段并不给该段的数据分配空间,只是记录数据所需空间的大小,具体体现为一个占位符,所以,bss段是不占用exe文件空间的,其内容由操作系统初始化(清零)。bss是英文Block Started by Symbol的简称。bss段属于静态内存分配。

data段

数据段: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和静态变量的一块内存区域,数据保存在目标文件中。数据段属于静态内存分配。bss段的大小从可执行文件中得到 ,然后链接器得到这个大小的内存块,紧跟在数据段后面。当这个内存区进入程序的地址空间后全部清零。包含data段和bss段的整个区段通常称为数据区。

堆(heap)

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,可动态扩张或缩减。当进程调用malloc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);当利用free等函数释放内存时,被释放的内存从堆中被剔除(堆被缩减),若程序员不释放,程序结束时可能由系统回收。

堆是向高地址扩展的数据结构,是不连续的内存区域。这是由于系统是用链表来存储的空闲内存地址的,自然是不连续的,而链表的遍历方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存。由此可见,堆获得的空间比较灵活,也比较大。

当系统收到程序的申请时,会遍历该链表,寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点,然后将该结点从空闲结点链表中删除,并将该结点的空间分配给程序,另外,对于大多数系统,会在这块内存空间中的首地址处记录本次分配的大小,这样,代码中的delete语句才能正确的释放本内存空间。另外,由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请的大小,系统会自动的将多余的那部分重新放入空闲链表中。

栈(stack)

栈(stack):栈又称堆栈, 是用户存放程序临时创建的局部变量,也就是说我们函数括弧“{}”中定义的变量(但不包括static声明的变量,static意味着在数据段中存放变量)。由于栈的先进后出特点,所以栈特别方便用来保存/恢复调用现场。从这个意义上讲,我们可以把堆栈看成一个寄存、交换临时数据的内存区。它是由操作系统分配的,内存的申请与回收都由系统管理。

在函数调用时,第一个进栈的是主函数中后的下一条指令(函数调用语句的下一条可执行语句)的地址,然后是函数的各个参数,在大多数的C编译器中,参数是由右往左入栈

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