C语言存储空间布局以及static详解
本文我将采用Linux环境测试C语言存储空间布局,以及采用VC6.0来测试static的常见用法。采用Linux环境来测试C语言存储空间布局,是因为Linux很容易利用shell命令中的size命令查看到进程存储区各段的大小。采用VC6.0来测试static的常见用法,是因为我们利用VC6.0很容易创建一个工程,该工程可以包含很多源文件,这样就很方便我们测试本文件与其他文件之间的关系了。
不管是在Linux下C程序还是Windows下C程序,他们都是由正文段、数据段、BSS段、堆、栈等段构成的,只不过可能他们的各段分配地址不一样。Linux下的C程序正文段在低地址,而Windows下的C程序的正文段(代码段)在高地址。所有不用担心我用Linux环境和Windows环境共同测试带来不正确的数据。
一、C语言存储空间布局
C语言一直由下面部分组成:
正文段(code segment/text segment,.text段):或称代码段,通常是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。CPU执行的机器指令部分。
数据段(data segment,.data段):通常是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。
BSS段(bss segment,.bss段):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。
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,被释放的内存从堆上被剔除(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,也就是我们函数大括号"{}"中定义的变量(不包括static声明的变量)。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,并且等调用结束后,函数的返回值也会被存放在回栈中。由于栈的先进先出特性,所有栈特别方便用来保存/恢复调用现场。从这个意义上讲,把堆栈看成一个寄存、交换临时数据的内存区。
【测试】:采用Linux环境测试
1、测试代码如下,文件名为progressStruct.c
保存后,输入gcc progressSturnct.c -o progressStruct编译生成二进制文件(可执行文件),然后输入size progressStruct查看进程progressStruct内存各段大小
text->正文段 data->数据段,存储已初始化全局变量段 bss->存储未初始化全局变量段 dec->以十进制显示总大小 hex->以十六进制显示总大小
2、修改progressStruct.c文件,修改后代码如下:
保存后,输入gcc progressSturnct.c -o progressStruct编译生成二进制文件(可执行文件),然后输入size progressStruct 查看进程progressStruct内存各段大小
3、继续修改progressStruct.c文件,修改后代码如下:
保存后,输入gcc progressSturnct.c -o progressStruct编译生成二进制文件(可执行文件),然后输入size progressStruct 查看进程progressStruct内存各段大小
4、3、继续修改progressStruct.c文件,修改后代码如下:
保存后,输入gcc progressSturnct.c -o progressStruct编译生成二进制文件(可执行文件),然后输入size progressStruct 查看进程progressStruct内存各段大小
其他非主函数中的变量存储在堆栈区
二、面向过程程序设计中的static
1、全局静态变量
在全局变量之前加上关键字static修饰,全局变量就被定义成一个全局静态变量
- 内存中的位置:静态存储器(静态存储区在整个程序运行期间都存在的)
- 初始化:未初始化的全局静态变量会被程序自动化为0
- 作用域:全局静态变量在声明它的文件之外是不可见,即其他文件不能使用被static修饰的变量。只能在从定义处到文件结尾中被使用。
2、局部静态变量
- 内存中的位置:静态存储器
- 初始化:未经初始化的局部变量会被程序自动初始化为0
- 作用域:作用域仍为局部作用域,当定义它的函数或语句块结束的时候,作用域随之结束。
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