深入理解计算机系统 bss段,data段、text段、堆(heap)和栈(stack)

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2023-12-01

深入理解计算机系统 bss段,data段、text段、堆(heap)和栈(stack)

1、ELF(Executable Linkable Format):Unix/linux下的可执行文件底层格式,按照ELF格式编写的文件包括:.so.a

2、PE(Portable Executable):windows下的可执行文件底层格式,按照PE格式编写的文件包括:.dll.lib.exe

3、Mach-O (Mach Object) : iOS/OSX下的可执行文件底层格式, 平时常见的.app或者ipa只zip压缩包并非可执行文件,可执行文件在压缩包中


内存五大分区

一、bss段

bss段(bss segment)通常是指用来存放程序中未初始化的全局变量的一块内存区域。

bss是英文Block Started by Symbol的简称。

bss段属于静态内存分配。

二、data段

数据段(data segment)通常是指用来存放程序中已初始化的全局变量的一块内存区域。

数据段属于静态内存分配。

三、text段

代码段(code segment/text segment)通常是指用来存放程序执行代码的一块内存区域。

这部分区域的大小在程序运行前就已经确定,并且内存区域通常属于只读(某些架构也允许代码段为可写,即允许修改程序)。

在代码段中,也有可能包含一些只读的常数变量,例如字符串常量等。

四、堆(heap)

堆是用于存放进程运行中被动态分配的内存段,它的大小并不固定,可动态扩张或缩减。

当进程调用malloc等函数分配内存时,新分配的内存就被动态添加到堆上(堆被扩张);

当利用free等函数释放内存时,被释放的内存从堆中被剔除(堆被缩减)。

五、栈(stack)

栈又称堆栈,是用户存放程序临时创建的局部变量,

也就是说我们函数括弧“{}”中定义的变量(但不包括static声明的变量,static意味着在数据段中存放变量)。

除此以外,在函数被调用时,其参数也会被压入发起调用的进程栈中,并且待到调用结束后,函数的返回值也会被存放回栈中。

从这个意义上讲,我们可以把堆栈看成一个寄存、交换临时数据的内存区。

一个程序本质上都是由 bss段、data段、text段三个组成的(外加一个Header)。

这样的概念,不知道最初来源于哪里的规定,但在当前的计算机程序设计中是很重要的一个基本概念。

而且在嵌入式系统的设计中也非常重要,牵涉到嵌入式系统运行时的内存大小分配,存储单元占用空间大小的问题。

在采用段式内存管理的架构中(比如intel的80x86系统),bss段通常是指用来存放程序中未初始化的全局变量的一块内存区域,

一般在初始化时bss 段部分将会清零。bss段属于静态内存分配,即程序一开始就将其清零了。

比如,在C语言之类的程序编译完成之后,已初始化的全局变量保存在.data 段中,未初始化的全局变量保存在.bss 段中。

text和data段都在可执行文件中(在嵌入式系统里一般是固化在镜像文件中),由系统从可执行文件中加载;

而bss段不在可执行文件中,由系统初始化。

包含data段和bss段的整个区段此时通常称为数据区