一起talk C栗子吧(第一百二十九回:C语言实例--C程序内存布局一)

本文主要是介绍一起talk C栗子吧(第一百二十九回:C语言实例--C程序内存布局一),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!


各位看官们,大家好,上一回中咱们说的是查看当前进程信息的例子,这一回咱们说的例子是:C程序内存布局。闲话休提,言归正转。让我们一起talk C栗子吧!

看官们,我们编写的每一个C程序都会被加载到内存中运行,那么C程序在内存中是如何存放的呢?我们今天一起来看看C程序在内存中的布局。

C程序在内存中主要有四个分区,它们分别是代码区,数据区,堆区和栈区。这些区域从低地址向高地址依次排列。为了大家更加直观地了解内存布局,我画了一张图供大家参考:

这里写图片描述

我们接下来依次介绍一下这些区域的作用和内容。

  • 代码区:

代码区也叫正文区或者文本区。另外,在英文资料中经常使用 text section来表示该区域,因此有些中文资料叫文本段或者代码段。其英文名是.text。总之,不管是中文还是英文,只是名称和叫法不同而已。代码区里存放着程序的代码,当然了,这里的代码不是我们用C语言写的代码,而是能被CPU执行的指令,也就是我们写的C程序经过编译后形成的CPU指令。

  • 数据区:

数据区也叫数据段,在英文资料中经常使用data section来表示该区域。依据区域中数据是否被初始化,它又可以分为两个部分,一部分存放未初始化的数据,该区域的英文名称是.bss;另外一部分存放初始化的数据,该区域的英文名称是.data。

  • 堆区:

堆区是大小可变的区域,程序中动态分配的内存位于该区域内。比如我们在程序中使用malloc分配的内存区域就位于该区域中。

  • 栈区:

栈区也是大小可变的区域,该区域中存放着程序中与函数调用相关的信息。因为对该区域的操作使用了栈“先进后出”的原理,所以取名叫栈区。

看官们,是不是觉得有些抽象呢,其实这些内容属于理论,理论嘛总是抽象的。不过,接下来咱们通过实际的例子来让大家亲身体验一下。我们使用最经典的“hello world程序”来给大家做示范。

#include <stdio.h>int main()
{printf("hello world \n");return 0;
}

我们把该hello world程序保存到文件中,编译该文件并且生成可以执行文件s。然后通过readelf工具来查看可执行文件中的各个区域(section)。详细的结果如下:

readelf -S s          //查看可执行文件中的各个区域
There are 30 section headers, starting at offset 0x1178:Section Headers:[Nr] Name              Type            Addr     Off    Size   ES Flg Lk Inf Al[ 0]                   NULL            00000000 000000 000000 00      0   0  0[ 1] .interp           PROGBITS        08048154 000154 000013 00   A  0   0  1[ 2] .note.ABI-tag     NOTE            08048168 000168 000020 00   A  0   0  4[ 3] .note.gnu.build-i NOTE            08048188 000188 000024 00   A  0   0  4[ 4] .gnu.hash         GNU_HASH        080481ac 0001ac 000020 04   A  5   0  4[ 5] .dynsym           DYNSYM          080481cc 0001cc 000050 10   A  6   1  4[ 6] .dynstr           STRTAB          0804821c 00021c 00004a 00   A  0   0  1[ 7] .gnu.version      VERSYM          08048266 000266 00000a 02   A  5   0  2[ 8] .gnu.version_r    VERNEED         08048270 000270 000020 00   A  6   1  4[ 9] .rel.dyn          REL             08048290 000290 000008 08   A  5   0  4[10] .rel.plt          REL             08048298 000298 000018 08   A  5  12  4[11] .init             PROGBITS        080482b0 0002b0 000023 00  AX  0   0  4[12] .plt              PROGBITS        080482e0 0002e0 000040 04  AX  0   0 16[13] .text             PROGBITS        08048320 000320 000192 00  AX  0   0 16[14] .fini             PROGBITS        080484b4 0004b4 000014 00  AX  0   0  4[15] .rodata           PROGBITS        080484c8 0004c8 000014 00   A  0   0  4[16] .eh_frame_hdr     PROGBITS        080484dc 0004dc 00002c 00   A  0   0  4[17] .eh_frame         PROGBITS        08048508 000508 0000b0 00   A  0   0  4[18] .init_array       INIT_ARRAY      08049f08 000f08 000004 00  WA  0   0  4[19] .fini_array       FINI_ARRAY      08049f0c 000f0c 000004 00  WA  0   0  4[20] .jcr              PROGBITS        08049f10 000f10 000004 00  WA  0   0  4[21] .dynamic          DYNAMIC         08049f14 000f14 0000e8 08  WA  6   0  4[22] .got              PROGBITS        08049ffc 000ffc 000004 04  WA  0   0  4[23] .got.plt          PROGBITS        0804a000 001000 000018 04  WA  0   0  4[24] .data             PROGBITS        0804a018 001018 000008 00  WA  0   0  4[25] .bss              NOBITS          0804a020 001020 000004 00  WA  0   0  1[26] .comment          PROGBITS        00000000 001020 00004f 01  MS  0   0  1[27] .shstrtab         STRTAB          00000000 00106f 000106 00      0   0  1[28] .symtab           SYMTAB          00000000 001628 000430 10     29  45  4[29] .strtab           STRTAB          00000000 001a58 00024c 00      0   0  1
Key to Flags:W (write), A (alloc), X (execute), M (merge), S (strings)I (info), L (link order), G (group), T (TLS), E (exclude), x (unknown)O (extra OS processing required) o (OS specific), p (processor specific)

从上面的结果中我们可以看到,可执行文件中一共有30个区域,我们只看最重要的区域,其它的区域暂时忽略掉。代码区(.text)位于第14号区域中,数据区中的初始化区域(.data)位于第25号区域中,数据区中的未初始化区域(.bss)位于第26号区域中,由此可见它们还是邻居呢。

这时有看官提问了,怎么没有看到堆区和栈区呢?这位看官问的好,堆区和栈区需要在程序运行才能体现出来,这个程序只是静态的,还没有运行,所以不能通过工具查看到堆区和栈区。

看官们,最后我再补充一下,我们在这里说的内存布局是指内存的逻辑空间,或者说内存的虚拟地址空间,而不是内存的物理空间或者说内存的物理地址空间。在Linux系统中我们只能操作内存的逻辑空间,我们通常说的内存地址是内存的虚拟地址,内存的物理地址由Linux内核来管理,我们是不能直接访问该物理地址的,这样做一方面可以减少应用程序开发人员的负担,另一方面可以更加有效地管理内存空间。

各位看官,关于C程序内存布局的例子咱们就说到这里。欲知后面还有什么例子,且听下回分解 。


这篇关于一起talk C栗子吧(第一百二十九回:C语言实例--C程序内存布局一)的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/800195

相关文章

C# WinForms存储过程操作数据库的实例讲解

《C#WinForms存储过程操作数据库的实例讲解》:本文主要介绍C#WinForms存储过程操作数据库的实例,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录一、存储过程基础二、C# 调用流程1. 数据库连接配置2. 执行存储过程(增删改)3. 查询数据三、事务处

springboot security验证码的登录实例

《springbootsecurity验证码的登录实例》:本文主要介绍springbootsecurity验证码的登录实例,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,... 目录前言代码示例引入依赖定义验证码生成器定义获取验证码及认证接口测试获取验证码登录总结前言在spring

Python如何使用__slots__实现节省内存和性能优化

《Python如何使用__slots__实现节省内存和性能优化》你有想过,一个小小的__slots__能让你的Python类内存消耗直接减半吗,没错,今天咱们要聊的就是这个让人眼前一亮的技巧,感兴趣的... 目录背景:内存吃得满满的类__slots__:你的内存管理小助手举个大概的例子:看看效果如何?1.

tomcat多实例部署的项目实践

《tomcat多实例部署的项目实践》Tomcat多实例是指在一台设备上运行多个Tomcat服务,这些Tomcat相互独立,本文主要介绍了tomcat多实例部署的项目实践,具有一定的参考价值,感兴趣的可... 目录1.创建项目目录,测试文China编程件2js.创建实例的安装目录3.准备实例的配置文件4.编辑实例的

python+opencv处理颜色之将目标颜色转换实例代码

《python+opencv处理颜色之将目标颜色转换实例代码》OpenCV是一个的跨平台计算机视觉库,可以运行在Linux、Windows和MacOS操作系统上,:本文主要介绍python+ope... 目录下面是代码+ 效果 + 解释转HSV: 关于颜色总是要转HSV的掩膜再标注总结 目标:将红色的部分滤

C语言中的数据类型强制转换

《C语言中的数据类型强制转换》:本文主要介绍C语言中的数据类型强制转换方式,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录C语言数据类型强制转换自动转换强制转换类型总结C语言数据类型强制转换强制类型转换:是通过类型转换运算来实现的,主要的数据类型转换分为自动转换

利用Go语言开发文件操作工具轻松处理所有文件

《利用Go语言开发文件操作工具轻松处理所有文件》在后端开发中,文件操作是一个非常常见但又容易出错的场景,本文小编要向大家介绍一个强大的Go语言文件操作工具库,它能帮你轻松处理各种文件操作场景... 目录为什么需要这个工具?核心功能详解1. 文件/目录存javascript在性检查2. 批量创建目录3. 文件

C语言实现两个变量值交换的三种方式

《C语言实现两个变量值交换的三种方式》两个变量值的交换是编程中最常见的问题之一,以下将介绍三种变量的交换方式,其中第一种方式是最常用也是最实用的,后两种方式一般只在特殊限制下使用,需要的朋友可以参考下... 目录1.使用临时变量(推荐)2.相加和相减的方式(值较大时可能丢失数据)3.按位异或运算1.使用临时

使用C语言实现交换整数的奇数位和偶数位

《使用C语言实现交换整数的奇数位和偶数位》在C语言中,要交换一个整数的二进制位中的奇数位和偶数位,重点需要理解位操作,当我们谈论二进制位的奇数位和偶数位时,我们是指从右到左数的位置,本文给大家介绍了使... 目录一、问题描述二、解决思路三、函数实现四、宏实现五、总结一、问题描述使用C语言代码实现:将一个整

Spring 中使用反射创建 Bean 实例的几种方式

《Spring中使用反射创建Bean实例的几种方式》文章介绍了在Spring框架中如何使用反射来创建Bean实例,包括使用Class.newInstance()、Constructor.newI... 目录1. 使用 Class.newInstance() (仅限无参构造函数):2. 使用 Construc