C語言複習（二十一） C語言程式的儲存區域

此部分內容，參看了《嵌入式linux上的c語言程式設計實踐》一書第13章的部分內容。

由c語言**（文字檔案）形成可執行程式（二進位制檔案），需要經過編譯-彙編-連線三個階段。編譯過程把c語言文字檔案生成匯程式設計序，彙編過程把匯程式設計序形成二進位制機器**，連線過程則將各個原始檔生成的二進位制機器**檔案組合成乙個檔案。

c語言編寫的程式經過編譯-連線後，將形成乙個統一檔案，它由幾個部分組成。在程式執行時又會產生其他幾個部分，各個部分代表了不同的儲存區域：

**段由程式中執行的機器**組成。在c語言中，程式語句進行編譯後，形成機器**。在執行程式的過程中，cpu的程式計數器指向**段的每一條機器**，並由處理器依次執行。

唯讀資料段是程式使用的一些不會被更改的資料，使用這些資料的方式類似查表式的操作，由於這些變數不需要更改，因此只需要放置在唯讀儲存器中即可。

已初始化資料是在程式中宣告，並且具有初值的變數，這些變數需要占用儲存器的空間，在程式執行時它們需要位於可讀寫的記憶體區域內，並具有初值，以供程式執行時讀寫。

未初始化資料是在程式中宣告，但是沒有初始化的變數，這些變數在程式執行之前不需要占用儲存器的空間。

堆記憶體只在程式執行時出現，一般由程式設計師分配和釋放。在具有作業系統的情況下，如果程式沒有釋放，作業系統可能在程式（例如乙個程序）結束後**記憶體。

棧記憶體只在程式執行時出現，在函式內部使用的變數、函式的引數以及返回值將使用棧空間，棧空間由編譯器自動分配和釋放。

c語言目標檔案的記憶體布局如圖所示。

**段、唯讀資料段、讀寫資料段、未初始化資料段屬於靜態區域，而堆和棧屬於動態區域。**段、唯讀資料段和讀寫資料段將在連線之後產生，未初始化資料段將在程式初始化的時候開闢，而堆和棧將在程式的執行中分配和釋放。

c語言程式分為映像和執行時兩種狀態。在編譯-連線後形成的映像中，將只包含**段（text）、唯讀資料段（ro data）和讀寫資料段（rw data）。在程式執行之前，將動態生成未初始化資料段（bss），在程式的執行時還將動態形成堆（heap）區域和棧（stack）區域。

一般來說，在靜態的映像檔案中，各個部分稱之為節（section），而在執行時的各個部分稱之為段（segment）。如果不詳細區分，可以統稱為段。

c語言在編譯和連線後，將生成**段（text）、唯讀資料段（ro data）和讀寫資料段（rw data）。在執行時，除了以上三個區域外，還包括未初始化資料段（bss）區域和堆（heap）區域和棧（stack）區域。