程序各個段text,data,bss,stack,heap

網上找了一堆資料學習一下,了解這些,

有助于規化程序結構,優化代碼;

使用gcc編譯出來的程序,用size可以查看程序結構和大小,

如

#size hello
Text data bss dec hex filename
778  200  4   982 3D6 hello

所以一個可執行的程序文件,結構分三部分:

.text 代碼段,用來存放代碼,一般是只讀的區域;

.data 數據段,用來存放全局初始化變量,常量,以及全局或局部靜態變量,只初始化一次;

.bss? BSS段,用來存放全局未初化數據,用0初始化;

那有人問非全局變量放哪里了?

還有常說的堆和棧呢?

程序在執行時,會產生臨時變量或是函數返回值,

還有函數中動態分配的地址空間,如malloc, new等…

根據這些需求,才需要堆和棧的出現,

所以堆(heap)和棧(Stack)這兩個段是在程序運行時才有.

.stack 棧區,用來存放局部變量,函數的參數,返回值等,由編譯器自動分配釋放;

　　　　?棧的概念來自數據結構,棧只能在一端操作,所以先入棧的后出,“先進后出”,這種結構保護之前的現場,

　　　　如一個函數被調用后,產生的臨時變量都會存到棧區的頂部,當函數完成后,會自動從頂部將剛使用的數據銷毀;

　　　　另外棧區的地址是從高地址向下增長的;

.heap 堆區,用來動態內存分配,如malloc, new申請的內存,由程序員分配釋放;

　　　　程序中不釋放,則程序結束時,由OS回收;據說這個和數據結構中的堆?沒有什么關系;堆區使用時地址向上增長;

? ?

??

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以上5部分在內存的位置如下圖,

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執行過程:

代碼區的指令依次執行,代碼由操作碼和操作數組成,操作碼決定是順序執行,還是跳轉,還是循環等;操作數可能是立即數,即具體的數直接包含在代碼中,或者是局部變量,則在棧區分配空間,然后引用該數據地址執行,或者是BSS,DATA段的數據,同樣引用其地址執行;

正因為代碼有不同的操作,所以程序在內存中執行時,才分成不同的區,以便節約空間或訪問方便;對于全局變量和靜態變量,一般不會更改其值,但整個執行過程都需要訪問,就單獨放到一個區進行管理;臨時變量生命周期短,需要頻繁的操作,則統一放到棧區;用戶自由分配使用的空間統一放在堆區,便于管理;

引用網上的例子,

   1: //main.cpp 

   2:  int a = 0;     //a在全局已初始化數據區.data

   3:  char *p1;        //p1在.bss（未初始化全局變量）

   4: main() 

   5: {

   6:     int b;            //b在棧區 .stack

   7:     char s[] = "abc"; //s為數組變量,存儲在棧區,.heap

   8:                       //"abc"為字符串常量，存儲在已初始化數據區

   9:     char *p1,p2;     //p1,p2在棧區

  10:     char *p3 = "123456"; //123456\0在已初始化數據區，p3在棧區

  11:     static int c =0;    //C為全局（靜態）數據，存在于已初始化數據區

  12:                         //另外，靜態數據會自動初始化

  13:     p1 = (char *)malloc(10);//分配得來的10個字節的區域在堆區

  14:     p2 = (char *)malloc(20);//分配得來的20個字節的區域在堆區

  15:     //注意p1,p2是局部變量,所以存儲在棧中,10Byte空間在堆中;

  16:     free(p1);

  17:     free(p2);

  18: } 

  19:? 

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以下引用這個博客的,堆和棧的區別:

http://www.cnblogs.com/hfww/archive/2011/06/04/2223366.html

二、堆和棧的理論知識

2.1申請方式

stack:

由系統自動分配。 例如，聲明在函數中一個局部變量 int b; 系統自動在棧中為b開辟空間

heap:

需要程序員自己申請，并指明大小，在c中malloc函數

如p1 = (char *)malloc(10);

在C++中用new運算符

如p2 = (char *)malloc(10);

但是注意p1、p2本身是在棧中的。

2.2

申請后系統的響應

棧：只要棧的剩余空間大于所申請空間，系統將為程序提供內存，否則將報異常提示棧溢出。

堆：首先應該知道操作系統有一個記錄空閑內存地址的鏈表，當系統收到程序的申請時，

會遍歷該鏈表，尋找第一個空間大于所申請空間的堆結點，然后將該結點從空閑結點鏈表中刪除，并將該結點的空間分配給程序，另外，對于大多數系統， 會在這塊內存空間中的首地址處記錄本次分配的大小，這樣，代碼中的delete語句才能正確的釋放本內存空間。另外，由于找到的堆結點的大小不一定正好等 于申請的大小，系統會自動的將多余的那部分重新放入空閑鏈表中。

2.3申請大小的限制

棧：在Windows下,棧是向低地址擴展的數據結構，是一塊連續的內存的區域。這句話的意思是棧頂的地址和棧的最大容量是系統預先規定好的，在 WINDOWS下，棧的大小是2M（也有的說是1M，總之是一個編譯時就確定的常數），如果申請的空間超過棧的剩余空間時，將提示overflow。因 此，能從棧獲得的空間較小。

堆：堆是向高地址擴展的數據結構，是不連續的內存區域。這是由于系統是用鏈表來存儲的空閑內存地址的，自然是不連續的，而鏈表的遍歷方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于計算機系統中有效的虛擬內存。由此可見，堆獲得的空間比較靈活，也比較大。

2.4申請效率的比較：

棧是機器系統提供的數據結構，計算機會在底層對棧提供支持：分配專門的寄存器存放棧的地址，壓棧出棧都有專門的指令執行。堆則是C函數庫提供的，它的機制很復雜，例如為了分配一塊內存，庫函數會按照一定的算法（具體的算法可以參考數據結構/操作系統）在堆內存中搜索可用的足夠大的空間，如果沒有足夠大的空間（可能是由于內存碎片太多），就有需要操作系統來重新整理內存空間，這樣就有機會分到足夠大小的內存，然后返回。顯然，堆的效率比棧要低得多。

棧由系統自動分配，速度較快。但程序員是無法控制的。

堆是由new分配的內存，一般速度比較慢，而且容易產生內存碎片,不過用起來最方便.

另外，在WINDOWS下，最好的方式是用VirtualAlloc分配內存，他不是在堆，也不是在棧是直接在進程的地址空間中保留一快內存，雖然用起來最不方便。但是速度快，也最靈活。

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另外...VS下更改棧大小的方法,

http://www.cnblogs.com/sosi/archive/2011/03/27/1997180.html

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