其實在程序運行時,由於內存的管理方式是以頁爲單位的,而且程序使用的地址都是虛擬地址,
當程序要使用內存時,操作系統再把虛擬地址映射到真實的物理內存的地址上。
所以在程序中,以虛擬地址來看,數據或代碼是一塊塊地存在於內存中的,通常我們稱其爲一個段。
而且代碼和數據是分開存放的,即不儲存於同於一個段中,而且各種數據也是分開存放在不同的段中的。
5個段
進程(執行的程序)會佔用一定數量的內存,它或是用來存放從磁盤載入的程序代碼,或是存放取自用戶輸入的數據等等。
不過進程對這些內存的管理方式因內存用途 不一而不盡相同,
有些內存是事先靜態分配和統一回收的,而有些卻是按需要動態分配和回收的。
對任何一個普通進程來講,它都會涉及到5種不同的數據段。
Linux進程的五個段
下面我們來簡單歸納一下進程對應的內存空間中所包含的5種不同的數據區都是幹什麼的。
BSS段:BSS段(bss segment)通常是指用來存放程序中未初始化的全局變量的一塊內存區域。
BSS是英文Block Started by Symbol的簡稱。
BSS段屬於靜態內存分配。
數據段:數據段(data segment)通常是指用來存放程序中已初始化的全局變量的一塊內存區域。
數據段屬於靜態內存分配。
代碼段:代碼段(code segment/text segment)通常是指用來存放程序執行代碼的一塊內存區域。
這部分區域的大小在程序運行前就已經確定,
並且內存區域通常屬於只讀, 某些架構也允許代碼段爲可寫,即允許修改程序。
在代碼段中,也有可能包含一些只讀的常數變量,例如字符串常量等。
堆(heap):堆是用於存放進程運行中被動態分配的內存段,它的大小並不固定,可動態擴張或縮減。
當進程調用malloc等函數分配內存時,新分配的內存就被動態添加到堆上(堆被擴張);
當利用free等函數釋放內存時,被釋放的內存從堆中被剔除(堆被縮減)
棧(stack):棧又稱堆棧, 是用戶存放程序臨時創建的局部變量,
也就是說我們函數括弧“{}”中定義的變量(但不包括static聲明的變量,static意味着在數據段中存放變量)。
除此以外,在函數被調用時,其參數也會被壓入發起調用的進程棧中,
並且待到調用結束後,函數的返回值也會被存放回棧中。
由於棧的先進後出特點,所以棧特別方便用來保存/恢復調用現場。
從這個意義上講,我們可以把堆棧看成一個寄存、交換臨時數據的內存區。
它是由操作系統分配的,內存的申請與回收都由OS管理。
PS:
全局的未初始化變量存在於.bss段中,具體體現爲一個佔位符;
全局的已初始化變量存於.data段中;
而函數內的自動變量都在棧上分配空間。
.bss是不佔用.exe文件空間的,其內容由操作系統初始化(清零);
而.data卻需要佔用,其內容由程序初始化,因此造成了上述情況。
bss段(未手動初始化的數據)並不給該段的數據分配空間,只是記錄數據所需空間的大小。
data(已手動初始化的數據)段則爲數據分配空間,數據保存在目標文件中。
數據段包含經過初始化的全局變量以及它們的值。
BSS段的大小從可執行文件中得到 ,然後鏈接器得到這個大小的內存塊,緊跟在數據段後面。
當這個內存區進入程序的地址空間後全部清零。包含數據段和BSS段的整個區段此時通常稱爲數據區。