C语言内存分区(堆,栈,全局/静态存储区,自由存储区,代码区)与可执行程序的三段-(Text段,Date段,Bss段)

简介: C语言内存分区(堆,栈,全局/静态存储区,自由存储区,代码区)与可执行程序的三段-(Text段,Date段,Bss段)

程序运行之前

我们要想执行我们编写的c程序,那么第一步需要对这个程序进行编译。

  1. 预处理:宏定义展开、头文件展开、条件编译,这里并不会检查语法
  2. 编译:检查语法,将预处理后文件编译生成汇编文件
  3. 汇编:将汇编文件生成目标文件(二进制文件)
  4. 链接:将目标文件链接为可执行程序

 

当我们编译完成生成可执行文件之后,我们通过在linux下size命令可以查看一个可执行二进制文件基本情况:

 

通过上图可以得知,在没有运行程序前,也就是说程序没有加载到内存前,可执行程序内部已经分好3段信息,分别为代码区(text)、数据区(data)和未初始化数据区(bss)3 个部分(有些人直接把data和bss合起来叫做静态区或全局区)。

 

运行之后

程序在加载到内存前,代码区和全局区(data和bss)的大小就是固定的,程序运行期间不能改变。然后,运行可执行程序,操作系统把物理硬盘程序load(加载)到内存,除了根据可执行程序的信息分出代码区(text)、数据区(data)和未初始化数据区(bss)之外,还额外增加了栈区、堆区

 

代码区(text segment)

加载的是可执行文件代码段,所有的可执行代码都加载到代码区,这块内存是不可以在运行期间修改的。

 

未初始化数据区(BSS)

加载的是可执行文件BSS段,位置可以分开亦可以紧靠数据段,存储于数据段的数据(全局未初始化,静态未初始化数据)的生存周期为整个程序运行过程。

 

全局初始化数据区/静态数据区(data segment)

加载的是可执行文件数据段,存储于数据段(全局初始化,静态初始化数据,文字常量(只读))的数据的生存周期为整个程序运行过程。

 

栈区(stack)

栈是一种先进后出的内存结构,由编译器自动分配释放,存放函数的参数值、返回值、局部变量等。在程序运行过程中实时加载和释放,因此,局部变量的生存周期为申请到释放该段栈空间。

 

堆区(heap)

堆是一个大容器,它的容量要远远大于栈,但没有栈那样先进后出的顺序。用于动态内存分配。堆在内存中位于BSS区和栈区之间。一般由程序员分配和释放,若程序员不释放,程序结束时由操作系统回收。

 

类型

作用域

生命周期

存储位置

auto变量

一对{}内

当前函数

栈区

static局部变量

一对{}内

整个程序运行期

初始化在data段,未初始化在BSS段

extern变量

整个程序

整个程序运行期

初始化在data段,未初始化在BSS段

static全局变量

当前文件

整个程序运行期

初始化在data段,未初始化在BSS段

extern函数

整个程序

整个程序运行期

代码区

static函数

当前文件

整个程序运行期

代码区

register变量

一对{}内

当前函数

运行时存储在CPU寄存器

字符串常量

当前文件

整个程序运行期

data

const全局变量

当前文件

整个程序运行期

初始化放在data段,未初始化在BSS段

const局部变量

一对{}内

当前函数

栈区

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