解码C语言程序内存分布

虚拟内存概念

核心概念：每一个进程运行时，操作系统都会为其分配一块虚拟内存空间(一般4G大小)

• 目的：让开发者不再关心物理内存的具体处理
• 效果：每个进程都认为自己拥有完整且独立的内存空间

布局图示

栈内存 (Stack)

存储内容：

• 命令行参数
• 各个函数的局部变量
• 函数调用的返回地址

内存特性：

• 地址增长方向：从高地址向低地址增长
• 释放方向：从低地址向高地址释放
• 管理方式：系统自动管理
  • 函数调用时自动申请
  • 函数退出时自动释放
• 大小限制：默认较小（通常为8MB）

堆内存 (Heap)

存储内容：

• 任意数据（动态分配的内存）

内存特性：

• 理论增长方向：从低地址向高地址增长
• 实际分配方式：根据内存碎片情况灵活分配
• 管理方式：开发者完全自主管理
  • 需要手动申请 (malloc, calloc, realloc)
  • 需要手动释放 (free)
• 主要风险：内存泄漏问题

数据段 (Data Segment)

存储内容：所有静态数据

• 生命周期：随进程启动而创建，随进程退出而释放

数据段细分：

段名	存储内容	特点
.bss	未初始化的静态数据	默认初始化为0
.data	已初始化的静态数据	包含显式初始值
.rodata	只读数据	常量字符串、const变量等

代码段 (Text Segment)

• 地址：通常从 0x08048000 开始
• 内容：程序的可执行指令
• 属性：只读、可执行

数据段细分：

段名	存储内容	特点
.text	用户代码	程序执行代码
.init	初始化代码	程序启动初始化代码