内存分布,bss段Data段Text段堆栈

内存分布,bss段Data段Text段堆栈
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的⼀块内存区域。BSS是英⽂Block Started by Symbol的简称。BSS段属于静态内存分配
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的⼀块内存区域。数据段属于静态内存分配。
neor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。
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)
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)。除此以外,在函数被调⽤时,其参数也会被压⼊发起调⽤的进程栈中,并且待到调⽤结束后,函数的返回值也会被存放回栈中。由于栈的
先进先出特点,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。
⼀个程序本质上都是由 bss段、data段、text段三个组成的。
这样的概念,不知道最初来源于哪⾥的规定,但在当前的计算机程序设计中是很重要的⼀个基本概念。⽽且在嵌⼊式系统的设计中也⾮常重要,牵涉到嵌⼊式系统运⾏时的内存⼤⼩分配,存储单元占⽤空间⼤⼩的问题。
在采⽤段式内存管理的架构中(⽐如intel的80x86系统),bss段(Block Started by Symbol 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,⼀般在初始化时bss段部分将会清零。bss段属于静态内存分配,即程序⼀开始就将其清零了。
⽐如,在C语⾔之类的程序编译完成之后,已初始化的全局变量保存在.data段中,未初始化的全局变量保存在.bss段中。
在《Programming ground up》⾥对.bss的解释为:There is another section called the .bss. This section is like the data section, except that it doesn’t take up space in the executable.
text和data段都在可执⾏⽂件中(在嵌⼊式系统⾥⼀般是固化在镜像⽂件中),由系统从可执⾏⽂件
中加载;⽽bss段不在可执⾏⽂件中,由系统初始化。
⼀、C语⾔中的内存地址分配模型如
1、程序代码区:存放函数体的⼆进制代码。
2、全局区数据区:全局数据区划分为三个区域。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未初始化的静态变量在相邻的另⼀块区域。常量数据存放在另⼀个区域⾥。这些数据在程序结束后由系统释放。我们所说的BSS段(bsssegment)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是英⽂Block Started bySymbol的简称。
3、栈区: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。其操作⽅式类似于数据结构中的栈。
4、堆区: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。
5、命令⾏参数区:存放命令⾏参数和环境变量的值。
关于局部的字符串常量是存放在全局的常量区还是栈区,不同的编译器有不同的实现。可以通过汇编语⾔察看⼀下。不过vc环境下,局部常量就像局部变量⼀样存储于栈中,全局常量、字符常量存储于⽂字常量区。TC在常量区。
在linux下:可以通过参数-c来编译⽣成汇编⽂件。如:
gcc -c*.c
gcc *.o - -o test.elf
⽤⽂本编辑器查看⽂件,你就看到那些bss段,data段,text段等信息了,但是没有堆栈段相关信息,⽤objdump命令查看.o⽂件的反汇编后的信息,或者⽤gcc-S *.c,查看各个.S⽂件就明⽩了。
C语⾔程序编译的内存分配:
1.栈区(stack)--编译器⾃动分配释放,主要存放函数的参数值,局部变量值等;
2.堆区(heap)--由程序员分配释放;
3.全局区或静态区 --存放全局变量和静态变量;程序结束时由系统释放,分为全局初始化区和全局未初始化区;
4.字符常量区 --常量字符串放与此,程序结束时由系统释放;
5.程序代码区
例://main.c
int a=0; //全局初始化区
char *p1; //全局未初始化区
void main()
{
int b; //栈
char s[]="bb"; //栈
char *p2; //栈
char *p3="123"; //其中,“123\ 0”常量区,p3在栈区
static int c=0; //全局区
p1=(char*)malloc(10); //10个字节区域在堆区
strcpy(p1,"123"); //"123\0"在常量区,编译器可能会将它与p3所指向的"123"优化成⼀个地⽅。
}
堆与栈的区别
⼀、预备知识―程序的内存分配
⼀个由c/C++编译的程序占⽤的内存分为以下⼏个部分
1、栈区(stack)―  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。其操作⽅式类似于数据结构中的栈。
2、堆区(heap)―  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未初始化的静态变量在相邻的另⼀块区域。程序结束后由系统释放。
4、⽂字常量区 ―常量字符串就是放在这⾥的。程序结束后由系统释放
5、程序代码区―存放函数体的⼆进制代码。
⼆、例⼦程序
这是⼀个前辈写的,⾮常详细
//main.cpp
int a = 0;全局初始化区
char *p1;全局未初始化区
main()
{
int b;栈
char s[] = "abc"; 栈
char *p2; 栈
char *p3 = "123456";123456\0在常量区,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。
}
⼆、堆和栈的理论知识
2.1申请⽅式
stack:由系统⾃动分配。 例如,声明在函数中⼀个局部变量 int b;系统⾃动在栈中为b开空 间。
heap:需要程序员⾃⼰申请,并指明⼤⼩,在c中malloc函数
如p1 = (char *)malloc(10);
在C++中⽤new运算符
如p2 = (char *)malloc(10);
但是注意p1、p2本⾝是在栈中的。
2.2申请后系统的响应
栈:只要栈的剩余空间⼤于所申请空间,系统将为程序提供内存,否则将报异常提⽰栈溢出。
堆:⾸先应该知道操作系统有⼀个记录空闲内存地址的链表,当系统收到程序的申请时,会遍历该链表,寻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。
2.3申请⼤⼩的限制
栈:在Windows下,栈是向低地址扩展的数据结构,是⼀块连续的内存的区域。这句话的意思是栈顶的地址和栈的最⼤容量是系统预先规定好的,在WINDOWS下,栈的⼤⼩是2M(也有的说是1M,总之是⼀个编译时就确定的常数),如果申请的空间超过栈的剩余空间时,将提⽰overflow。因此,能从栈获得的空间较⼩。
堆: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。
2.4申请效率的⽐较:
栈由系统⾃动分配,速度较快。但程序员是⽆法控制的。堆是由new分配的内存,⼀般速度⽐较慢,⽽且容易产⽣内存碎⽚,不过⽤起来最⽅便.另外,在WINDOWS下,最好的⽅式是⽤VirtualAlloc分配内存,他不是在堆,也不是在栈是直接在进程的地址空间中保留⼀快内存,虽然⽤起来最不⽅便。但是速度快,也最灵活。
2.5堆和栈中的存储内容
栈: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的,然后是函数中的局部变量。注意静态变量是不⼊栈的。  当本次函数调⽤结束后,局部变量先出栈,然后是参数,最后栈顶指针指向最开始存的地址,也就是主函数中的下⼀条指令,程序由该点继续运⾏。
堆:⼀般是在堆的头部⽤⼀个字节存放堆的⼤⼩。堆中的具体内容有程序员安排。互联网医疗保健信息服务管理办法
2.6存取效率的⽐较
char s1[] = "aaaaaaaaaaaaaaa";
技术创新的重要性
char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb";
aaaaaaaaaaa是在运⾏时刻赋值的;⽽bbbbbbbbbbb是在编译时就确定的;但是,在以后的存取中,在栈上的数组⽐指针所指向的字符串(例如堆)快。  ⽐如:
#include
void main()
{
char a = 1;
char c[] = "1234567890";
char *p ="1234567890";
a = c[1];
a = p[1];
return;
}
对应的汇编代码
10: a = c[1];
00401067 8A 4D F1 mov cl,byte ptr[ebp-0Fh]
0040106A 88 4D FC mov byte ptr[ebp-4],cl
11: a = p[1];
0040106D 8B 55 EC mov edx,dword ptr[ebp-14h]
00401070 8A 42 01 mov al,byte ptr[edx+1]
00401073 88 45 FC mov byte ptr[ebp-4],al
第⼀种在读取时直接就把字符串的元素读到寄存器cl中,⽽第⼆种则要先把指针值读到edx中,在根据edx读取字符,显然慢了。
长春大学学报2.7⼩结:
堆和栈的区别可以⽤如下的⽐喻来看出:使⽤栈就象我们去饭馆⾥吃饭,只管点菜(发出申请)、付钱、和吃(使⽤),吃饱了就⾛,不必理会切菜、洗菜等准备⼯作和洗碗、刷锅等扫尾⼯作,他的好处是快捷,但是⾃由度⼩。
⼆、⼀个典型的C程序存储空间布局
⼀个典型的C程序存储空间布局由以下⼏个部分组成:
(正⽂段): CPU执⾏的指令部分,也就是主要的程序代码编译出来的结果,只读,通常可以共享。
(初始化数据段):通常称之为数据段,包含了程序中需要明确赋值的变量,譬如⼀些初始化的全局变量等,如int a = 10,变量名和值都存放在这个段中。
(未初始化数据段):通常称之为BSS(BlockStarted by Symbol)段,包含了程序中没有进⾏赋值的变量,譬如⼀些未初始化的全局变量,如inta,在程序执⾏之前,内核会把这部分全部置为0(NULL)
(栈):⾃动变量以及每次函数调⽤时所需保存的信息放在此段中。如函数调⽤时要保存返回地址等。栈是从上向下分配的。
(堆):通常在堆中进⾏动态存储分配,如malloc,calloc, realloc等都从这⾥⾯分配。堆是从下向上分配的。
通常堆顶和栈底之间的虚拟地址空间是很⼤的。
对X86处理器上的Linux,正⽂段从0x08048000开始,栈底则从0xC0000000之下开始。
下图是⼀个典型的C程序存储空间的逻辑布局:
//main.c
int a = 0; 全局初始化区
2009上非诚勿扰char *p1; 全局未初始化区
main( )
{
intb;                //栈
char s[] = "abc"; //栈
char *p2;        //栈
char *p3 = "123456";  //123456\0在常量区,p3在栈上。
static int c =0;        //全局(静态)初始化区
asmuchasp1 = (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。
}
三、c/c++语⾔中的内存分配──堆和栈的区别
基本知识
⼀、程序的内存分配
⼀个由c/C++编译的程序占⽤的内存分为以下⼏个部分
1、栈区(stack) :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。其操作⽅式类似于数据结构中的栈。
2、堆区(heap)  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,呵呵。
3、全局区(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未初始化的静态变量在相邻的另⼀块区域。– 程序结束后有系统释放
4、⽂字常量区:常量字符串就是放在这⾥的。 程序结束后由系统释放
5、程序代码区:存放函数体的⼆进制代码。
如下⾯的⼀个例⼦:
//main.cpp

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