本篇文章给大家谈谈c语言内存分配堆栈bss,以及c分配内存空间语法对应的知识点,希望对各位有所帮助,不要忘了收藏本站喔。
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1、C语言代码组成 – BSS、Data、Stack、Heap、Code、Const2、c语言中,int a=0;变量名a和数值是怎么在内存分配的3、c语言堆和栈,静态区的理解
C语言代码组成 – BSS、Data、Stack、Heap、Code、Const
一段C语言经过编译连接后,成为一段可以运行的代码,可运行的代码可以分为以下四个部分组成:全局变量/静态变量区、堆、栈、代码区。其中全局变量/静态变量区又分为未初始化变量区和初始化变量区,代码区又分为代码和常量区。即汇总下来,代码可以分为6部分组成,包括:BSS区(未初始化的全局变量/静态变量区)、Data区(实始化的全局变量区)、Stack区(栈区)、heap区(堆区)、Code区(代码区)、const区(常量区)。
一、BSS区和Data区
C语言编程中定义的全局变量、静态局部变量,就是分配在全局变量/静态变量区域,但是为什么又要分为BSS区域和Data区域呢?其实我们在定义全局或者静态变量区,有时我会对它赋初始值,有的又不会赋初始化,比如我们定义的全局变量,初始化的赋值,是怎么样写到变量区域中的,我们定义的静态局部变量,在定义时初始化后,为什么后面函数被调用,又不会再初始化呢?这个局部静态变量是怎么样实始化的,什么时候初始化的?
如果分析编译后的汇编代码,就会发现在代码运行起来后,会有一段给变量赋值的指令,这一段代码,不是我们C代码对应的汇编,而是C编译器生成的汇编译代码,这段代码的作用就是给初始化了的静态变量和全局变量进行初始化。这也是为什么全局/静态变量区域,要分BSS和Data的原因。
二、Stack区
栈是一种先进后出的数据结构,这种数据结构正好完美的匹配函数调用时的模型过程,比如函数f(a)在运行过程中调用函数f(b),f(a)在运行过程中的变量就是分配在栈中,通过在调用f(b)前,会将代码中用到的R0~Rn寄存器的值保存到栈中,同时将函数的传入参数写入到栈中,然后进入f(b)函数,函数f(b)的变量b分配在栈中,当函数运行完毕后,释放变量b,将栈中存放的f(a)函数的运行的R0~Rn寄存器值恢复到寄存器中,同时f(b)的返回结果存入到栈中,这样f(a)继续运行。当一个函数运行完毕后,它在栈中分配的临时变量会全部释放。
对于中断也是一样的,中断发生时,也是一个函数打断了另一个函数的运行,这种现场的保存(即寄存器的值),都是通过栈来完成的。所以栈的作用有:
三、Heap区
全局变量分配的内存在代码整个运行周期内都是有效的,而在栈区分配的内存在函数调用完成后,就会释放。这两种内存模型都是由编译器决定它的使用,代码是无法控制的。那有没有内存是由用户控制的,要用时,就自由分配,不用时,就自行释放?答案是肯定的,这部分内存就是堆。
用户需要使用的动态内存,就是通过malloc函数,调用分配的,在没有释放前,可一直由代码使用。当这部分内存不再需要使用时,可以通过free函数进行释放,将它归还到堆中。从这中可以看出,堆的内存,是按需分配的。这就是赋予了代码很大的自由度,但这也是会带来负作用的,比如:内存碎片化导致的malloc失败;忘记释放内存导致的内存泄露,而这些往往是致命的失误。
四、Code区
代码区就是编译后机器指令,这些指令决定了功能的执行。我们编译的代码一般是下载进flash中,但是运行,却有两种方式:在RAM中运行和在ROM中运行。 在RAM中运行,即是boot启动后,将flash中的代码复制到RAM中,然后PC指针在指到RAM中的代码中开始运行。 有时在调试时,我们可以直接将代码下载进RAM中运行进行调试,这样加快调试速度。便是大部分的情况我们的代码是从flash中开始运行的。
五、常量区
代码中的常量,一部分是作为立即数,在代码区中,但是像定义的字符串、给某数组赋值的一串数值,这些常量,就存在常量区,我们常用const来定义一个常量,即该变量不能再必变。这部分的变量,编译器一般将它定义的flash中。
六、各个区域大小的是如何决定的:
code区和const区:是由代码的大小和代码中常量的多少来决定的。
bss区和data区:这是由代码中定义的全局变量和局部变量的多少来决定的。
stack区:这个可以由使用都自行定义大小,但使用都要根据自已代码的情况,评估出一个合理的值,再定义其大小,如果定义的太小,很容易爆栈,导至代码异常,但是如果定义的太大,就容易浪费内存。
heap区:RAM剩下的部分,编译器就会作为堆区使用。
七、嵌入式代码一般启动过程
以STM32为例,通过分析其汇编启支代码,大致可以分为以下几个步骤:
如果大家想看编译扣,代码文件的组成,可以查看统后生的map文件,里面有详细的数据,包括各个函数的分配内存,BSS,Data,Stack,Heap,Text的分配情况。
如果相要了解详细的代码启动过程,可看它的启动汇编文件。
c语言中,int a=0;变量名a和数值是怎么在内存分配的
这个是看变量的类型。
1、栈区(stack):又编译器自动分配释放,存放函数的参数值,局部变量的值等,其操作方式类似于数据结构的栈。
2、堆区(heap):一般是由程序员分配释放,若程序员不释放的话,程序结束时可能由OS回收,值得注意的是他与数据结构的堆是两回事,分配方式倒是类似于数据结构的链表。
3、全局区(static):也叫静态数据内存空间,存储全局变量和静态变量,全局变量和静态变量的存储是放一块的,初始化的全局变量和静态变量放一块区域,没有初始化的在相邻的另一块区域,程序结束后由系统释放。
4、文字常量区:常量字符串就是放在这里,程序结束后由系统释放。
5、程序代码区:存放函数体的二进制代码。
堆和栈的区别:
1、由以上综述就可以得知,他们程序的内存分配方式不同。
2、申请和响应不同:
(1)申请方式:
stack由系统自动分配,系统收回;heap需要程序员自己申请,C中用函数malloc分配空间,用free释放,C++用new分配,用delete释放。
(2)申请后系统的响应:
栈:只要栈的剩余空间大于所申请的空间,体统将为程序提供内存,否则将报异常提示栈溢出。
堆:首先应该知道操作系统有一个记录内存地址的链表,当系统收到程序的申请时,会遍历该链表,寻找第一个空间大于所申请的空间的堆结点,然后将该结点从空闲结点链表中删除,并将该结点的空间分配给程序。另外,对于大多数系统,会在这块内存空间中的首地址处记录本次分配的大小,这样代码中的delete或free语句就能够正确的释放本内存空间。另外,由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请的大小,系统会将多余的那部分重新放入空闲链表中。
3、申请的大小限制不同:
栈:在windows下,栈是向低地址扩展的数据结构,是一块连续的内存区域,栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的,能从栈获得的空间较小。
堆:堆是向高地址扩展的数据结构,是不连续的内存区域,这是由于系统是由链表在存储空闲内存地址,自然堆就是不连续的内存区域,且链表的遍历也是从低地址向高地址遍历的,堆得大小受限于计算机系统的有效虚拟内存空间,由此空间,堆获得的空间比较灵活,也比较大。
4、申请的效率不同:
栈:栈由系统自动分配,速度快,但是程序员无法控制。
堆:堆是有程序员自己分配,速度较慢,容易产生碎片,不过用起来方便。
5、堆和栈的存储内容不同:
栈:在函数调用时,第一个进栈的是主函数中函数调用后的下一条指令的地址,然后是函数的各个参数,在大多数的C编译器中,参数是从右往左入栈的,当本次函数调用结束后,局部变量先出栈,然后是参数,最后栈顶指针指向最开始存的地址,也就是主函数中的下一条指令。
c语言堆和栈,静态区的理解
楼主问这样的问题,需要澄清平台。比如windows下的与linux下的编译器及很多嵌入式C编译器不同。为什么考虑嵌入式C?原因是目前C语言的很大市场在嵌入式领域。windows下,除了某些特殊需要,java,C++,C#已经优势尽显了。
另外,讨论了半天,q在你代码的那里?我怎么没找到??我眼睛都揉红了也没找见呀
只好表述一下原理
VC下:
1. 函数形参和函数内部非静态局部变量都在栈上分配(所以a,b,p本身都在栈上。但p指向的内容在堆上。q在哪里,我找不到)。
栈的分配的方法是:sp-=字数。
sp是堆栈指针。”字数“是说:你分配一个字节的局部变量,编译器也给你一个字的长度的空间。原因是,堆栈是具有字长度的。16位、32位机器下,字长度为16,64位机器下,字长度为32.
而且,windows下,栈是从高地址向低地址增长的。为什么?栈与堆共享空间,并且,堆从低向高长,栈从高向低长,降低溢出风险。
静态区名字本身就说明了他的特性:静止的,不随程序的运行变化。也就是相对的说,堆和栈都是动态的。静态区是编译器在编译时指定长度、链接时定位地址、windows载入器载入时分配内存。
这里的动与静是编译器和链接器的说法,是语言层面。不适用于系统层面。Windows随时可能将任何用户程序程序的全部资源“请出”内存,也可重新载入,此时,什么静都是浮云。
还有返回值。楼主的main不返回值编译器会警告你的。返回值存在什么地方?
答案是寄存器里AX(EAX,DX,EDX等)。
嵌入式系统里可能这些都不适用。比如,某些嵌入式处理器的形参直接使用寄存器(R0~R15,或A、B等)
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