程序的内存分区模型

傷城~ 2023-05-31 07:53 9阅读 0赞

# 程序的内存分区模型 #

## 1、内存分区：程序运行之前的步骤： ##

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；

## 2、代码区： ##

存放CPU执行的机器指令。通常代码区是可以共享的（即另外的执行程序可以调用它），使其可以共享的目的是对于频繁被执行的程序，只需要在内存中有一份代码即可。代码区通常是只读的，使其只读的原因是防止程序意外地修改了它的指令。另外。代码区还划分了局部变量的相关信息。

## 3、全局初始化数据/静态数据区（data段）： ##

该区包含了在程序中明确被初始化的全局变量、已经初始化的静态变量（包含全局静态变量和局部静态变量）和常量数据（如字符串常量）（常量区的数据一旦初始化，不能修改，只读的内存）。

## 4、未初始化数据区（又叫bss区）： ##

存入的是全局未初始化变量和未初始化静态变量。未初始化数据区的数据在程序开始执行之前被内核初始化为0或者为空。  
总的来说，程序在源代码被编译之后主要分为两种段：程序指令和程序数据、代码段属于程序指令，而数据域段和bss段属于程序数据段。

## 5、为什么要将程序指令和程序数据分开？原因是： ##

（1）程序被load到内存中之后，可以将数据和代码分别映射到两个内存区域，由于数据区域对进程来说是可读可写的，而指令区域对程序来讲说是只读的，所以分区之后呢，可以将程序指令区域和数据区域分别设置成为可读可写或只读，这样可以防止程序指令有意或无意被修改；  
（2）当系统中运行着多个同样的程序的时候，这些程序执行的指令都是一样的，所以只需要内存中保存一份程序的指令就可以了，只是每一个程序运行中的数据不一样而已，这样可以节省大量的内存。

## 6、程序在运行之后： ##

程序在加载到内存之前，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，还额外增加了栈区和堆区。  
（1）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带释放该段栈空间。  
（2）堆区（heap）（唯一能够自己控制）：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。