【C】 40_程序中的内存布局

程序文件的一般布局

• 不同代码在可执行程序中的对应关系

程序与进程

• 程序和进程不同

  • 程序是静态的概念，表现形式为一个可执行文件
  • 进程是动态的概念，程序由操作系统加载运行后得到进程
  • 每个程序可以对应多个进程
  • 每个进程只能对应一个程序

面试中的小问题 一

• 包含脚本代码的文本文件是一种类型的可执行程序吗？如果是，对应什么样的进程呢？

脚本是一种可执行程序，运行后依然对应一个进程。但进程是脚本文件对应的脚本解释器程序生成的。进程功能取决于脚本文件的描述。

程序文件中的一般布局

• 文件布局在内存中的映射

• 各个段的作用

  • 堆栈段在程序运行后才正式存在，是程序运行的基础
  • .bss 段存放的是未初始化的全局变量和静态变量
  • .text 段存放的是程序中的可执行代码
  • .data 段保存的是已经初始化了的全局变量和静态变量
  • .rodata 段存放程序中的常量值，如字符串常量

程序术语的对应关系

• 静态存储区通常指程序中的 .bss 和 .data 段
• 只读存储区通常指程序中的 .rodata 段
• 局部变量所占空间为栈上的空间
• 动态空间为堆中的空间
• 程序可执行代码存放于 .text 段

面试中的小问题 二

• 同是全局变量和静态变量，为什么初始化的和未初始化的保存在不同的段中？

为了获得可执行文件更小的体积和运行时更高的加载速度。

对于已经初始化的全局变量和静态局部变量，会被存储于.data段。.data分配空间并且一一对应存储各个变量的值。这将导致可执行程序的体积增大；在运行时，对变量的初始值进行加载，这也是占用时间的。

Unix和C语言之父Dennis Rithcie对BSS这个词由来的解释

一般C语言的编译后执行语句都编译成机器代码，保存在.text段；已初始化的全局变量和局部静态变量都保存在.data段；未初始化的全局变量和局部静态变量一般放在一个叫.“bss”的段里。我们知道未初始化的全局变量和局部静态变量默认值都为0，本来它们也可以被放在.data段的，但是因为它们都是0，所以为它们在.data段分配空间并且存放数据0是没有必要的。程序运行的时候它们的确是要占内存空间的，并且可执行文件必须记录所有未初始化的全局变量和局部静态变量的大小总和，记为.bss段。所以.bss段只是为未初始化的全局变量和局部静态变量预留位置而已，它并没有内容，所以它在文件中也不占据空间。

小结

• 程序源码在编译后对应可执行程序中的不同存储区
• 程序和进程不同，程序是静态概念，进程是动态概念
• 堆栈段是程序运行的基础，只存在于进程空间中
• 程序可执行代码存放于 .text段，是只读的
• .bss 和 .data 段用于保存全局变量和静态变量

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