C程序的存储空间布局

以下是摘抄《UNIX环境高级编程》第七章中的:由于历史原因,C程序一直由下列几部分组成:

1.正文段。这是由C P U执行的机器指令部分。通常,正文段是可共享的,所以即使是经常执行的程序(如文本编辑程序、C编译程序、s h e l l等)在存储器中也只需有一个副本,另外,正文段常常是只读的,以防止程序由于意外事故而修改其自身的指令。

2.初始化数据段。通常将此段称为数据段,它包含了程序中需赋初值的变量。例如, C程序中任何函数之外的说明:int maxcount = 99;使此变量以初值存放在初始化数据段中。

3.非初始化数据段。通常将此段称为b s s段,这一名称来源于早期汇编程序的一个操作符,意思是“block started by symbol(由符号开始的块)”,在程序开始执行之前,内核将此段初始化为0。函数外的说明:long sum[1000] ;使此变量存放在非初始化数据段中。

4.栈。自动变量以及每次函数调用时所需保存的信息都存放在此段中。每次函数调用时,其返回地址、以及调用者的环境信息(例如某些机器寄存器)都存放在栈中。然后,新被调用的函数在栈上为其自动和临时变量分配存储空间。通过以这种方式使用栈, C函数可以递归调用。

5.堆。通常在堆中进行动态存储分配。由于历史上形成的惯例,堆位于非初始化数据段顶和栈底之间。

布局是这样的:

高地址     |命令行参数和环境变量|                                                                                          |          栈         |                                                                                              |          堆         |                                                                                                |   未初始化的数据区  |                                                                                                   |    初始化的数据区   |                                                                                       低地址        |         正文         |

可以使用以下程序进行测试:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int g_init = 1;
int g_var;

int main(void)
{
static int n_players;
int num_kobe = 24;
int num_carl;
static int n_teams = 30;

printf(”g_init’s address: 0x%X\n”, &g_init);
printf(”g_var’s address: 0x%X\n”, &g_var);
printf(”n_players’s address: 0x%X\n”, &n_players);
printf(”n_teams’s address: 0x%X\n”, &n_teams);
printf(”num_kobe’s address: 0x%X\n”, &num_kobe);
printf(”num_carl’s address: 0x%X\n”, &num_carl);
printf(”0x%X\n”,  ((int *)&n_teams) + 1 );

return 0;
}

程序的一次运行结果(每次都会有差异):                                                                            g_init’s address: 0×80496A0
g_var’s address: 0×80496B0
n_players’s address: 0×80496AC
n_teams’s address: 0×80496A4
num_kobe’s address: 0xBFFD7D30
num_carl’s address: 0xBFFD7D2C
0×80496A8
可以看出静态变量跟全局变量是放同一个区域(数据区)的,而且初始化过的全局变量跟静态变量处于地址的最低端,先声明的在内存更低地址处,后声明的在内存更高地址处(这个比较是基于初始化过的全局变量跟静态变量),而位初始化的全局变量跟静态变量则相反;对于自动变量(局部变量),则存放在栈空间中,栈底处在高地址端(与命令行参数和环境变量相邻),先声明的先进栈,这样就使得先声明的处在地址的更高端,后声明的处在地址更低端些。

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