程序是如何运行起来的(MD格式)
程序的组成部分
如上图所示。程序由 code 到 stack 地址由小到大,
.text
之前有一段不可读的区域;
.text + .rodata + .data + .bss + .heap + .stack
的大小是在程序编译阶段确定的;
.text
段:存放程序代码的区域;.rodata
段:ro 表示 read only ,rodata 表示只读常数据段;- 常量不一定存放再
.rodata
处,也有可能存放再 .text例如一些立即数; - 字符串常量存放在
.text
段,在编译期间就可以确定; - const 修饰的变量存放在
.text
段,在程序运行期间确定
- 常量不一定存放再
.data
段:存储已初始化的全局变量;已初始化的全局变量在文件和运行中都占存储空间;.bss
段:存放未初始化的全局变量或者全局变量初始化为 0;- 在文件中不占存储空间;
- 在运行中占存储空间;
heap
段:堆区,用于动态申请内存的区域,由程序员申请内存和释放内存;malloc
:用来分配一块制定大小的内存;realloc
:用来调整/重分配一块存在的内存;free
:用来释放不再使用的内存;- 内存泄漏:内存分配了不释放;
- 程序
crash
:释放了不存在的内存; - 缓冲区溢出(Buffer Overflow):写或读超过范围的内存;
- 可以使用 valgrind 程序内存;
.stack
段:栈区,存放局部变量和函数参数,由系统申请内存和释放内存;- 栈是一种数据结构,栈中数据的存取方式是:先进先出,后进后出;
- 通常情况下,栈地址向下(低地址)增长,没 Push 一个地址,栈顶就向低地址扩展,每 Pop 一个元素,栈顶就向高地址回退;
Stack
之后是不可访问的系统代码区;
示例说明
.data
和.bss
段
.data
段的变量既占文件空间,又占运行空间
// 文件名: data.c
int data_arr[1024 * 1024] = {1, }; // .data 段,初始化为 1,空间大小为 4M;
int main(int argc, char *argv[])
{return 0
}$ gcc -g data.c -o data
$ ls -l data
-rwxrwxr-x 1 zach zach 4203984 9月 6 08:27 data
objdump -h data | grep \\.data24 .data 00400020 0000000000601020 0000000000601020 00001020 2**5
由上述可知文件空间和运行空间,都有 4M 多;
.bss
段的变量不占文件空间,但是占用运行空间;
// 文件名: bss.c
int data_arr[1024 * 1024] = {0, }; // .bss 段,初始化为 0,空间大小为 4M;
int main(int argc, char *argv[])
{return 0;
}$ gcc -g exercise.c -o bss
$ ls -l bss
-rwxrwxr-x 1 zach zach 9664 9月 6 08:31 bss
$ objdump -h bss | grep \\.bss25 .bss 00400020 0000000000601040 0000000000601040 00001030 2**5
由上述可知,.bss
段不占文件空间,占用运行空间;
代码说明
int data_arr2[1024 * 1024] = {1, }; // .data 段
int data_arr1[1024 * 1024] = {0, }; // .bss 段
char * p1; // .bss段
int main()
{int b; // 栈区 .stackchar s[] = "abs"; // 栈区 .stackchar *p2; // 栈区 .stackchar *p3 = "12345"; // “12354\0”在只读常量区 .rodata,p3在栈区static int c = 0; / / 全局静态区,.bss段p1 = (char *)malloc(10);// 在堆区分配10个Bytep2 = (char *)malloc(20);// 在堆区分配20个Bytestrcpy(p1,"123456"); // “123456\0”在常量区,常量区应该介于code和Data之间
}
内存的分配方式
主要由三种分配方式:
- 在静态存储区分配:
- 涉及到的变量由:字符串常量、static 申请的变量, 全局变量;
- 涉及到的内存区段有:
.rodata
段、.data 段
,.bss
段; - 静态存储区的变量生命周期是整个程序的运行周期;
- 在栈上分配:
- 局部变量;
- 函数的形参;
- 在函数退出时,自动清空;
- 在堆上分配:动态内存分配:
molloc
申请内存;realloc
再分配;free
释放内存;
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