程序在内存中镜像

用户空间的内存模型

 

Linux操作系统在加载程序时，将程序所使用的内存分为5段：text（程序段）、data（数据段）、bss（bss数据段）、heap（堆）、stack（栈）。


text segment（程序段）

text segment用于存放程序指令本身，Linux在执行程序时，要把这个程序的代码加载进内存，放入text segment。程序段内存位于整个程序所占内存的最上方，并且长度固定（因为代码需要多少内存给放进去，操作系统是清楚的）。

data segment（数据段）

data segment用于存放已经在代码中赋值的全局变量和静态变量。因为这类变量的数据类型（需要的内存大小）和其数值都已在代码中确定，因此，data segment紧挨着text segment，并且长度固定（这块需要多少内存也已经事先知道了）。

与bss相比，data就容易明白多了，它的名字就暗示着里面存放着数据。当然，如果数据全是零，为了优化考虑，编译器把它当作bss处理。通俗的说，data指那些初始化过（非零）的非const的全局变量。它有什么特点呢，我们还是来看看一个小程序的表现。
int data_array[1024 * 1024] = {1};

int main(int argc, char* argv[])
{
    return 0;
}

[root@localhost data]# gcc -g data.c -o data.exe
[root@localhost data]# ll
total 4112
-rw-r--r-- 1 root root      85 Jun 22 14:35 data.c
-rwxr-xr-x 1 root root 4200025 Jun 22 14:35 data.exe

仅仅是把初始化的值改为非零了，文件就变为4M多。由此可见，data类型的全局变量是即占文件空间，又占用运行时内存空间的。

bss segment（bss数据段）

bss segment用于存放未赋值的全局变量和静态变量。这块挨着data segment，长度固定。

bss是指那些没有初始化的和初始化为0的全局变量

int bss_array[1024 * 1024] = {0};

int main(int argc, char* argv[])
{
    return 0;
}
[root@localhost bss]# gcc -g bss.c -o bss.exe
[root@localhost bss]# ll
total 12
-rw-r--r-- 1 root root   84 Jun 22 14:32 bss.c
-rwxr-xr-x 1 root root 5683 Jun 22 14:32 bss.exe

变量bss_array的大小为4M，而可执行文件的大小只有5K。 由此可见，bss类型的全局变量只占运行时的内存空间，而不占文件空间。

heap（堆）

这块内存用于存放程序所需的动态内存空间，比如使用malloc函数请求内存空间，就是从heap里面取。这块内存挨着bss，长度不确定。

stack（栈）

stack用于存放局部变量，当程序调用某个函数（包括main函数）时，这个函数内部的一些变量的数值入栈，函数调用完成返回后，局部变量的数值就没有用了，因此出栈，把内存让出来给另一个函数的变量使用（程序在执行时，总是会在某一个函数调用里面）。

我们看一个图例说明：

高地址

 

低地址