进程(执行的程序)会占用一定数量的内存,它或是用来存放从磁盘载入的程序代码,或是存放取自用户输入的数据等等。不过进程对这些内存的管理方式因内存用途不一而不尽相同,有些内存是事先静态分配和统一回收的,而有些却是按需要动态分配和回收的。对任何一个普通进程来讲,它都会涉及到5种不同的数据段。

Linux进程的五个段

下面我们来简单归纳一下进程对应的内存空间中所包含的5种不同的数据区都是干什么的。

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(data):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。

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)若程序员不释放,则会有内存泄漏,系统会不稳定,Windows系统在该进程退出时由OS释放,Linux则只在整个系统关闭时OS才去释放(参考Linux内存管理)。

(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。由于栈的先进后出特点,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。

它是由操作系统分配的,内存的申请与回收都由OS管理。

PS:

全局的未初始化变量存在于.bss段中,具体体现为一个占位符;全局的已初始化变量存 于.data段中;而函数内的自动变量都在栈上分配空间。.bss是不占用.exe文件空间的,其内容由操作系统初始化(清零);而.data却需要占用,其内容由程序初始化,因此造成了上述情况。

bss段(未手动初始化的数据)并不给该段的数据分配空间,只是记录数据所需空间的大小。

data(已手动初始化的数据)段则为数据分配空间,数据保存在目标文件中。 数据段包含经过初始化的全局变量以及它们的值。BSS段的大小从可执行文件中得到 ,然后链接器得到这个大小的内存块,紧跟在数据段后面。当这个内存区进入程序的地址空间后全部清零。包含数据段和BSS段的整个区段此时通常称为数据区

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数据段、代码段、堆、栈详解

原文:https://blog.csdn.net/weixin_38233274/article/details/80321719

一 程序文件中的分区:
备注:只针对嵌入式,pc程序文件没有探究过。小标题“程序文件中的分区”其实不是很恰当,不知道该如何形容,此部分概念通常出现在一个程序编译完成后的大小统计,请自行理解。

相关概念:Code,RO_data,RW_data,ZI_data,RO,RW,常出现在嵌入式程序编译完成后的统计,例如MDK,IAR,ARM GCC。

有些技术文章中会直接使用RO,请注意区分RO和RO-data的区别。

Code:即代码域,它指的是编译器生成的机器指令。
RO_data:ReadOnly data,即只读数据域,它指程序中用到的只读数据,全局变量,例如C语言中const关键字定义的全局变量就是典型的RO-data。
RW_data:ReadWrite data,即可读写数据域,它指初始化为“非0值”的可读写数据,程序刚运行时,这些数据具有非0的初始值,且运行的时候它们会常驻在RAM区,因而应用程序可以修改其内容。例如全局变量或者静态变量,且定义时赋予“非0值”给该变量进行初始化。
ZI_data:ZeroInitialie data,即0初始化数据,它指初始化为“0值”的可读写数据域,它与RW_data的区别是程序刚运行时这些数据初始值全都为0,而后续运行过程与RW-data的性质一样,它们也常驻在RAM区,因而应用程序可以更改其内容。包括未初始化的全局变量,和初始化为0的全局变量。
RO:只读区域,包括RO_data和code。

当程序存储在ROM中时,所占用的大小为Code + RO_data + RW_data 。
当程序执行时, RW_data和 ZI_data在RAM中,RO_data和code视cpu架构(51、arm、x86)不同处于ROM或者RAM中。其中ZI_data对应了BSS段,RW_data对应数据段,code对应代码段, RO_data对应数据段。

二 程序进程中的分区:
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。

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)若程序员不释放,则会有内存泄漏,系统会不稳定,Windows系统在该进程退出时由OS释放,Linux则只在整个系统关闭时OS才去释放(参考Linux内存管理)。

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。由于栈的后进先出特点,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。

它是由操作系统分配的,内存的申请与回收都由OS管理。

PS:

全局的未初始化变量存在于.bss段中,具体体现为一个占位符;全局的已初始化变量存 于.data段中;而函数内的自动变量都在栈上分配空间。.bss是不占用.exe文件空间的,其内容由操作系统初始化(清零);而.data却需要占 用,其内容由程序初始化,因此造成了上述情况。

bss段(未手动初始化的数据)并不给该段的数据分配空间,只是记录数据所需空间的大小。

data(已手动初始化的数据)段则为数据分配空间,数据保存在目标文件中。 数据段包含经过初始化的全局变量以及它们的值。BSS段的大小从可执行文件中得到 ,然后链接器得到这个大小的内存块,紧跟在数据段后面。当这个内存区进入程序的地址空间后全部清零。包含数据段和BSS段的整个区段此时通常称为数据区。

三. 总结
以上几个概念的对应关系如下表中所示:
备注:粉色部分的code和RO_data文字颜色为灰色,表示可能发生在ROM,也可能发生在RAM,根据架构不同而不同。

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