内存空间的各个段
1.函数代码存放在代码段。声明的类如果从未使用,则在编译时,会优化掉,其成员函数不占代码段空间。
全局变量或静态变量,放在数据段,
局部变量放在栈中,
用new产生的对象放在堆中,
内存分为4段,栈区,堆区,代码区,全局变量区
BSS段:BSS段(bss segment)通常是指用来存放程序中未初始化的全局变量的一块内存区域。
BSS是英文Block Started by Symbol的简称。BSS段属于静态内存分配。
2.代码段、数据段、栈是CPU级别的逻辑概念,堆是语言级别的逻辑概念
3.还有一个常量区,其中的内容不许修改。
常见的 char *p = "hello"; 这里面的"hello"就保存在常量区
4.把代码段、数据段,栈,堆这些并列在一起不太合适
代码段、数据段、堆栈段,这是一个概念
堆、栈、全局区、常量区,这是另一个概念
5.STACK(栈)临时局部
HEAP(堆)动态
RW(读写)全局
RO(只读)代码
Char* s=”Hello,World”; S中“H”存放在内存RO中且不能修改。
6.CPU寄存器:CPU寄存器,其实就是来控制代码段和数据段的指令及数据读取的地方,当然,CPU也有自己存放数据的地方,那就是通用寄存器里的数据寄存器,通常是EDX寄存器,C语言里有个register,就是把数据放在这个寄存器里,这样读取数据就相当的快了,因为不用去内存找,就省去了寻址和传送数据的时间开销。他还有一些寄存器是用来指示当前代码段的位置、数据段的位置、堆栈段的位置等等(注意这里存放的只是相应的代码或数据在内存中的地址,并不是实际的值,然后根据这个地址,通过地址总线和数据总线,去内存中获取相应的值),不然在执行代码的时候,指令和数据从哪取呢?呵呵。。。他里面还有标志寄存器,用来标识一些状态位,比如标识算术溢出等等。。。。。
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内存分段(笔记)
在冯诺依曼的体系结构中必须有:代码段,堆栈段,数据段
因为冯氏结构,本质就是取址,执行的过程
编译器和系统在为变量分配是从高地址开始分配的.
全局变量和函数参数在内存中的存储是由低地值到高地址的.
函数参数为什么会放到堆区呢?
这是因为我们的函数是在程序运行中进行动态的调用的.
在函数的编译阶段根本无法确定他会调用几次,会需要多少内存.
即使可以确定那时候就为变量分配好内存着实也是一种浪费。
所以编译器为函数参数选择动态的分配..即在每次调用函数时才为它动态的进行分配空间.
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内存分为4段,栈区,堆区,代码区,全局变量区
BSS段:BSS段(bss segment)通常是指用来存放程序中未初始化的全局变量的一块内存区域。
BSS是英文Block Started by Symbol的简称。BSS段属于静态内存分配。
数据段:数据段(data segment)通常是指用来存放程序中已初始化的全局变量的一块内存区域。数据段属于静态内存分配。
代码段:代码段(code segment/text segment)通常是指用来存放程序执行代码的一块内存区域。
这部分区域的大小在程序运行前就已经确定,并且内存区域通常属于只读, 某些架构也允许代码段为可写,即允许修改程序。
在代码段中,也有可能包含一些只读的常数变量,例如字符串常量等。代码段是存放了程序代码的数据,
假如机器中有数个进程运行相同的一个程序,那么它们就可以使用同一个代码段。
堆(heap):堆是用于存放进程运行中被动态分配的内存段,它的大小并不固定,
可动态扩张或缩减。当进程调用malloc等函数分配内存时,新分配的内存就被动态添加到堆上(堆被扩张);
当利用free等函数释放内存时,被释放的内存从堆中被剔除(堆被缩减)
栈(stack):栈又称堆栈, 是用户存放程序临时创建的局部变量,
也就是说我们函数括弧“{}”中定义的变量(但不包括static声明的变量,static意味着在数据段中存放变量)。
除此以外,在函数被调用时,其参数也会被压入发起调用的进程栈中,并且待到调用结束后,函数的返回值也会被存放回栈中。
由于栈的先进先出特点,所以栈特别方便用来保存/恢复调用现场。从这个意义上讲,我们可以把堆栈看成一个寄存、交换临时数据的内存区。
(1)内存分段和内存分页一样都是一种内存管理技术,分段:权限保护,分页:虚拟内存.
(2)分段后,程序员可以定义自己的段,各段有独立的地址空间,象进程的地址空间互相独立一样.
(3)同一个类的实例分配在一个段中,只有该类的方法可以访问,如果其他类的方法去访问,会因为段保护而出错.可以从硬件上实现类的数据保护和隐藏
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分段好处:
cpu中的段寄存器-------段址(base)和偏移值的上限(limit)。
段址:有效地址 中,如果有效地址大于limit,便会引发异常。这样就可以限制程序不能范围当前段外的数据,不能访问其他程序的数据。
面向对象的好处:对象就是一块连续的内存中的数据
寄存器是特殊形式的内存,嵌入到处理器内部。
每个进程需要访问内存中属于自身的区域,因此,可将内存划分成小的段,按需分发给进程。
寄存器用来存储和跟踪进程当前维护的段。偏移寄存器(Offset Registers)用来跟踪关键的数据放在段中的位置。
在进程被载入内存中时,基本上被分裂成许多小的节(section)。我们比较关注的是6个主要的节:
(1) .text 节
.text 节基本上相当于二进制可执行文件的.text部分,它包含了完成程序任务的机器指令。
该节标记为只读,如果发生写操作,会造成segmentation fault。在进程最初被加载到内存中开始,该节的大小就被固定。
(2).data 节
.data节用来存储初始化过的变量,如:int a =0 ; 该节的大小在运行时固定的。
(3).bss 节
栈下节(below stack section ,即.bss)用来存储为初始化的变量,如:int a; 该节的大小在运行时固定的。
(4) 堆节
堆节(heap section)用来存储动态分配的变量,位置从内存的低地址向高地址增长。内存的分配和释放通过malloc() 和 free() 函数控制。
(5) 栈节
栈节(stack section)用来跟踪函数调用(可能是递归的),在大多数系统上从内存的高地址向低地址增长。
同时,栈这种增长方式,导致了缓冲区溢出的可能性。
(6)环境/参数节
环境/参数节(environment/arguments section)用来存储系统环境变量的一份复制文件,
进程在运行时可能需要。例如,运行中的进程,可以通过环境变量来访问路径、shell 名称、主机名等信息。
该节是可写的,因此在格式串(format string)和缓冲区溢出(buffer overflow)攻击中都可以使用该节。
另外,命令行参数也保持在该区域中。
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以win32程序为例。
程序执行时,操作系统将exe文件映射入内存。exe文件格式为头数据和各段数据组成。
头数据说明了exe文件的属性和执行环境,段数据又分为数据段,代码段,资源段等,段的多少和位置由头数据说明。
也就是说,不仅仅只是代码段和数据段。这些段由不同的编译环境和编译参数控制,由编译器自动生成exe的段和文件格式。
当操作系统执行exe时,会动态建立堆栈段,它是动态的,并且属于操作系统执行环境。
也就是说,程序在内存的映射一个为exe文件映射,包括数据段、代码段等它是不变的。
另一个为堆栈段,它是随程序运行动态改变的。
1、编译器把源代码转化成分立的目标代码(.o或者.obj)文件,这些文件中的代码已经是可执行的机器码或者是中间代码。
但是其中变量等事物的地址只是一些符号。
2、接下来是通过链接器处理这些目标代码,主要目的就是把分立的目标代码连接成一份完整的可执行代码,
并将其中的地址符号换成相对地址。如果这时候产生错误,我们就可以得到一份地址符号列表,而不是变量列表。
3、执行程序的时候操作系统分配足够的内存空间,建立好系统支撑结构后把二进制可执行代码读入内存中。
在读入过程中内存首址就成了程序的“绝对地址”(实际上还是相对地址,不过是操作系统里的相对地址了)。
于是绝对地址+相对地址(就是偏移量)就得到了变量的地址。
因此,CS的值是由系统填入的,而其它S寄存器的值则是根据程序代码中附加的信息计算后得到的