内存中程序的布局

正如前面提到的，当程序中有内存访问问题时，会发生段错误。为了讨论这件事，重要的是先理解程序在内存中是如何布局的。

在Unix平台上，为程序分配的虚拟地址的布局通常类似于图4-1所示的图。

 

图4-1　程序内存布局

这里虚拟地址0在最下方，箭头显示了其中两个组件（堆和栈）的增长方向，当它们增长时，消耗掉自由区域。各个部分的作用如下所示。

文本区域，由程序源代码中的编译器产生的机器指令组成。例如，每行C代码通常会转换成两到三条机器指令，所有结果指令的集合组成了可执行文件的文本部分。这个部分的正式名称是.text。

这一组件包括静态链接代码，包括做初始化工作的系统代码/usr/lib/crt0.0，然后调用main()。

数据区域，包含在编译时分配的所有程序变量，即全局变量。

实际上，这个区域由各种各样的子区域组成。第一个子区域称为.data，由初始化过的变量组成，即在如下所示的声明中给出的变量。

 

还有一种用于存放未初始化数据的.bss区域，在如下所示的声明中给出。

 

当程序在运行时从操作系统中请求额外的内存时（例如，当在C语言中调用malloc()时，或者在C++中调用new结构时），请求的内存在名为堆的区域中分配。如果堆空间不够，可以通过调用brk()来扩展堆（这正是malloc()及相关函数所做的事情）。

栈区域，是用来动态分配数据的空间。函数调用的数据（包括参数、局部变量和返回地址）都存储在栈上。每次进行函数调用时栈都会增长，每次函数返回到其调用者时栈都会收缩。

由于位置的平台依赖性，图4-1中没有显示程序的动态链接代码，但是动态链接代码确实在某个地方存在。