第三季-第4课-Linux应用程序地址布局
第4课-Linux应用程序地址布局
4.1 程序构成
在学习linux应用程序开发时,经常会遇到如下的概念:代码段、数据段、BSS段(Block Started by Symbol,又名:未初始化数据段)、堆(heap)和栈(staack)。而这些部分也是构成Linux应用程序的重要组成部分。
4.2 内存布局
当linux应用程序在内存运行的时候,以上组成部分在内存中又是如何布局的呢?
- 从低地址到高地址分别为:代码段、数据段、BSS段、堆、栈。
- 堆向高内存地址生长。
- 栈向低内存地址生长。
- 其中所有的代码段的地址(linux系统中)的初始位置都是从0x8048000开始的。这是个虚拟地址,它虽然是固定的,但是它映射的具体的地址是不一样的。
4.3 手把手教学
下面列出来我们需要的代码:addr.c
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int global_init_a=1; //全局的,初始化变量,数据段
int global_uninit_a;//全局的,没有初始化的变量,数据段
static int static_global_init_a=1; //全局的,静态的,初始化的变量,数据段
static int static_global_uninit_a; //全局的,静态的,未初始化的变量,数据段
const int const_global_a=1; //全局的,常量,代码段
int global_init_b=1; //全局的,初始化的变量
int global_uninit_b; //全局,未初始化
static int static_global_init_b=1; //全局,静态,初始化
static int static_global_uninit_b; //全局,静态,未初始化
const int const_global_b=1; //全局、常量
int main()
{
int local_init_a=1; //局部,初始化的,栈
int local_uninit_a; //局部,未初始化,栈
static int static_local_init_a=1; //局部的,静态,初始化的,数据段
static int static_local_uninit_a; //局部的,静态,未初始化的,数据段
const int const_local_a=1; //局部,常量,栈
int local_init_b=1; //局部,初始化的
int local_uninit_b; //局部,未初始化
static int static_local_init_b=1; //局部,静态,初始化
static int static_local_uninit_b; //局部,静态,未初始化
const int const_local_b=1; //局部,常量
int *malloc_p_a;
malloc_p_a=malloc(sizeof(int)); //通过malloc分配得到的局部,堆
printf("&global_init_a=%p,global_init_a=%d\n",&global_init_a,global_init_a);
printf("&global_uninit_a=%p,global_uninit_a=%d\n",&global_uninit_a,global_uninit_a);
printf("&static_global_init_a=%p,static_global_init_a=%d\n",&static_global_init_a,static_global_init_a);
printf("&static_global_uninit_a=%p,static_global_uninit_a=%d\n",&static_global_uninit_a,static_global_uninit_a);
printf("&const_global_a=%p,const_global_a=%d\n",&const_global_a,const_global_a);
printf("&global_init_b=%p,global_init_b=%d\n",&global_init_b,global_init_b);
printf("&global_uninit_b=%p,global_uninit_b=%d\n",&global_uninit_b,global_uninit_b);
printf("&static_global_init_b=%p,static_global_init_b=%d\n",&static_global_init_b,static_global_init_b);
printf("&static_global_uninit_b=%p,static_global_uninit_b=%d\n",&static_global_uninit_b,static_global_uninit_b);
printf("&const_global_b=%p,const_global_b=%d\n",&const_global_b,const_global_b);
printf("&local_init_a=%p,local_init_a=%d\n",&local_init_a,local_init_a);
printf("&local_uninit_a=%p,local_uninit_a=%d\n",&local_uninit_a,local_uninit_a);
printf("&static_local_init_a=%p,static_local_init_a=%d\n",&static_local_init_a,static_local_init_a);
printf("&static_local_uninit_a=%p,static_local_uninit_a=%d\n",&static_local_uninit_a,static_local_uninit_a);
printf("&const_local_a=%p,const_local_a=%d\n",&const_local_a,const_local_a);
printf("&local_init_b=%p,local_init_b=%d\n",&local_init_b,local_init_b);
printf("&local_uninit_b=%p,local_uninit_b=%d\n",&local_uninit_b,local_uninit_b);
printf("&static_local_init_b=%p,static_local_init_b=%d\n",&static_local_init_b,static_local_init_b);
printf("&static_local_uninit_a=%p,static_local_uninit_b=%d\n",&static_local_uninit_b,static_local_uninit_b);
printf("&const_local_b=%p,const_local_b=%d\n",&const_local_b,const_local_b);
printf("malloc_p_a=%p,*malloc_p_a=%d\n",malloc_p_a,*malloc_p_a);
while(1)
return 0;
}
运行结果:
当运行程序./addr时,若想停止下来,就按ctrl+c,就能退出来。
在另一个终端中,输入命令ps aux,显示系统的进程,找到addr的进程,我们找到的进程号是4213,输入命令cat /proc/4213/maps,显示程序的布局:
4.4 数据存放
1.代码段:代码,全局变量(const)、字符串常量。08048000-08049000
2.数据段:全局变量(初始化以及未初始化的)、静态变量(全局的和局部的、初始化以及未初始化的)。08049000-0804a000
3.堆:动态分配的区域,如malloc。0834e000-0836f000
4.栈:局部变量(初始化以及未初始化的,但是不包含静态变量)、局部只读变量(const)。
4.5 BSS段去了哪里?
利用readelf -S 程序名,分析BSS段
我们使用file命令分析文件的格式,如下:
显示的是elf格式的32位文件,利用readelf命令可以提取addr的详细信息,如下: