内存管理中的代码段、数据段，栈，堆

野性酷女 2022-05-14 19:44 241阅读 0赞

1.函数代码存放在代码段。声明的类如果从未使用，则在编译时，会优化掉，其成员函数不占代码段空间。

全局变量或静态变量，放在数据段，  
局部变量放在栈中，  
用new产生的对象放在堆中，

内存分为4段，栈区，堆区，代码区，全局变量区

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。

2.代码段、数据段、栈是CPU级别的逻辑概念，堆是语言级别的逻辑概念

3.还有一个常量区，其中的内容不许修改。  
常见的 char \*p = "hello"; 这里面的"hello"就保存在常量区

4.如1楼所说，把代码段、数据段，栈，堆这些并列在一起不太合适  
代码段、数据段、堆栈段，这是一个概念  
堆、栈、全局区、常量区，这是另一个概念

5.STACK（栈）临时局部  
HEAP（堆）动态  
RW（读写）全局  
RO(只读)代码  
Char\* s=”Hello,World”; S中“H”存放在内存RO中且不能修改。

6.CPU寄存器：CPU寄存器，其实就是来控制代码段和数据段的指令及数据读取的地方，当然，CPU也有自己存放数据的地方，那就是通用寄存器里的数据寄存器，通常是EDX寄存器，C语言里有个register，就是把数据放在这个寄存器里，这样读取数据就相当的快了，因为不用去内存找，就省去了寻址和传送数据的时间开销。他还有一些寄存器是用来指示当前代码段的位置、数据段的位置、堆栈段的位置等等(注意这里存放的只是相应的代码或数据在内存中的地址，并不是实际的值，然后根据这个地址，通过地址总线和数据总线，去内存中获取相应的值)，不然在执行代码的时候，指令和数据从哪取呢？呵呵。。。他里面还有标志寄存器，用来标识一些状态位，比如标识算术溢出呀等等。。。。。

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内存分段（笔记）

在冯诺依曼的体系结构中必须有：代码段，堆栈段，数据段  
因为冯氏结构，本质就是取址，执行的过程

编译器和系统在为变量分配是从高地址开始分配的.  
全局变量和函数参数在内存中的存储是由低地值到高地址的.  
函数参数为什么会放到堆区呢？  
这是因为我们的函数是在程序运行中进行动态的调用的.  
在函数的编译阶段根本无法确定他会调用几次，会需要多少内存.  
即使可以确定那时候就为变量分配好内存着实也是一种浪费。  
所以编译器为函数参数选择动态的分配..即在每次调用函数时才为它动态的进行分配空间.

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内存分为4段，栈区，堆区，代码区，全局变量区

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。

数据段：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。

代码段：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。代码段是存放了程序代码的数据，  
假如机器中有数个进程运行相同的一个程序，那么它们就可以使用同一个代码段。

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）  
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。  
由于栈的先进先出特点，所以栈特别方便用来保存/恢复调用现场。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。

(1)内存分段和内存分页一样都是一种内存管理技术,分段：权限保护,分页：虚拟内存.

(2)分段后,程序员可以定义自己的段,各段有独立的地址空间,象进程的地址空间互相独立一样.

(3)同一个类的实例分配在一个段中,只有该类的方法可以访问,如果其他类的方法去访问,会因为段保护而出错.可以从硬件上实现类的数据保护和隐藏

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分段好处：

cpu中的段寄存器-------段址（base）和偏移值的上限（limit）。  
段址：有效地址 中，如果有效地址大于limit，便会引发异常。这样就可以限制程序不能范围当前段外的数据，不能访问其他程序的数据。  
面向对象的好处:对象就是一块连续的内存中的数据

寄存器是特殊形式的内存，嵌入到处理器内部。

每个进程需要访问内存中属于自身的区域，因此，可将内存划分成小的段，按需分发给进程。  
寄存器用来存储和跟踪进程当前维护的段。偏移寄存器（Offset Registers）用来跟踪关键的数据放在段中的位置。

在进程被载入内存中时，基本上被分裂成许多小的节（section）。我们比较关注的是6个主要的节：

（1） .text 节

.text 节基本上相当于二进制可执行文件的.text部分，它包含了完成程序任务的机器指令。  
该节标记为只读，如果发生写操作，会造成segmentation fault。在进程最初被加载到内存中开始，该节的大小就被固定。

（2）.data 节

.data节用来存储初始化过的变量，如：int a =0 ; 该节的大小在运行时固定的。

（3）.bss 节

栈下节（below stack section ,即.bss）用来存储为初始化的变量，如：int a; 该节的大小在运行时固定的。

（4） 堆节

堆节（heap section）用来存储动态分配的变量，位置从内存的低地址向高地址增长。内存的分配和释放通过malloc() 和 free() 函数控制。

（5） 栈节

栈节（stack section）用来跟踪函数调用（可能是递归的），在大多数系统上从内存的高地址向低地址增长。  
同时，栈这种增长方式，导致了缓冲区溢出的可能性。

（6）环境/参数节

环境/参数节（environment/arguments section）用来存储系统环境变量的一份复制文件，  
进程在运行时可能需要。例如，运行中的进程，可以通过环境变量来访问路径、shell 名称、主机名等信息。  
该节是可写的，因此在格式串（format string）和缓冲区溢出（buffer overflow）攻击中都可以使用该节。  
另外，命令行参数也保持在该区域中。

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以win32程序为例。  
程序执行时，操作系统将exe文件映射入内存。exe文件格式为头数据和各段数据组成。

头数据说明了exe文件的属性和执行环境，段数据又分为数据段，代码段，资源段等，段的多少和位置由头数据说明。  
也就是说，不仅仅只是代码段和数据段。这些段由不同的编译环境和编译参数控制，由编译器自动生成exe的段和文件格式。  
当操作系统执行exe时，会动态建立堆栈段，它是动态的，并且属于操作系统执行环境。

也就是说，程序在内存的映射一个为exe文件映射，包括数据段、代码段等它是不变的。  
另一个为堆栈段，它是随程序运行动态改变的。

1、编译器把源代码转化成分立的目标代码（.o或者.obj)文件，这些文件中的代码已经是可执行的机器码或者是中间代码。  
但是其中变量等事物的地址只是一些符号。     
2、接下来是通过链接器处理这些目标代码，主要目的就是把分立的目标代码连接成一份完整的可执行代码，  
并将其中的地址符号换成相对地址。如果这时候产生错误，我们就可以得到一份地址符号列表，而不是变量列表。     
3、执行程序的时候操作系统分配足够的内存空间，建立好系统支撑结构后把二进制可执行代码读入内存中。  
在读入过程中内存首址就成了程序的“绝对地址”（实际上还是相对地址，不过是操作系统里的相对地址了）。  
于是绝对地址+相对地址（就是偏移量）就得到了变量的地址。     
因此，CS的值是由系统填入的，而其它S寄存器的值则是根据程序代码中附加的信息计算后得到的  
参考链接：

https://blog.csdn.net/YEYUANGEN/article/details/6766567