Linux内存管理（text、rodata、data、bss、stack&heap）

 

一、各内存区段的介绍

   系统内的程序分为程序段和数据段，具体又可细分为一下几个部分：

（1）text段-代码段

      text段存放程序代码，运行前就已经确定（编译时确定），通常为只读，可以直接在ROM或Flash中执行，无需加载到RAM。

      在嵌入式开发中，有时为了特别的需求（例如加速），也可将某个模块搬移到RAM中执行。

（2）rodata段（read-only-data）-常量区

      rodata段存储常量数据，比如程序中定义为const的全局变量，#define定义的常量，以及诸如“Hello World”的字符串常量。只读数据，存储在ROM中。

      注意：有些立即数与指令编译在一起，放在text段。

              const修饰的全局变量在常量区；const修饰的局部变量只是为了防止修改，没有放入常量区。

              编译器会去掉重复的字符串常量，程序的每个字符串常量只有一份。

              有些系统中rodata段是多个进程共享的，目的是为了提高空间利用率。

（3）data段

      data存储已经初始化的全局变量，属于静态内存分配。（注意：初始化为0的全局变量还是被保存在BSS段）

      static声明的变量也存储在数据段。

      链接时初值加入执行文件；执行时，因为这些变量的值是可以被改变的，所以执行时期必须将其从ROM或Flash搬移到RAM。总之，data段会被加入ROM，但却要寻址到RAM的地址。

（4）bss段

      bss段存储没有初值的全局变量或默认为0的全局变量，属于静态内存分配。

      bss段不占据执行文件空间（无需加入程序之中，只要链接时将其寻址到RAM即可），但占据程序运行时的内存空间。

      执行期间必须将bss段内容全部设为0。

（5）stack段-栈

      stack段存储参数变量和局部变量，由系统进行申请和释放，属于静态内存分配。

     stack的特点是先进先出，可用于保存/恢复调用现场。

（6）heap-堆

      heap段是程序运行过程中被动态分配的内存段，由用户申请和释放（例如malloc和free）。

      申请时至少分配虚存，当真正存储数据时才分配物理内存；释放时也不是立即释放物理内存，而是可能被重复利用。

 

二、总结

1、执行文件中包含了text、rodata、data段的内容，不包含bss段内容（一堆0放入执行文件没有意义）。

2、程序被存储的地址和执行时期的地址不一定一致。

   LMA(load memory address):某程序区被存储的地址。

   VMA(virtual memory address):程序区段在执行时期的地址。

  例如data段会被存储在ROM，但执行时必须加载到RAM，则在ROM中的地址就称为LMA，在RAM中的地址就是VMA。

3、堆和栈的内存增长方向是相反的：栈是从高地址向低地址生长，堆是从低地址向高地址生长。

4、局部变量存储在stack中，编写函数时要注意如果该函数被递归调用很多次，可能会引起stack overflow的问题。

（尤其在嵌入式开发中，内存资源有限，所有内存几乎都会被填满，stack overflow和stack unserflow都极可能引起很大问题）