C语言变量存储布局 内存分布结构 1.正文段(.text):机器指令部分,是只读的,防止意外的修改; 2.初始化数据段(.data):保存程序中的全局变量且已被赋初值或在函数中被static修饰的且已被赋初值的变量; 3.未初始化数据段(.bss):保存程序中的全局变量且未被赋初值或在函数中被static修饰的且未被赋初值的变量,这些变量由内核赋初值0; 4.堆:通常由程序员进行申请,最后进行释放; 5.栈:存放函数中的临时变量,函数调用时给变量分配内存,函数释放时释放内存。 下面以实际的例子来分析变量存储空间: #include const int A = 10; int a = 20; static int b = 30; int c; int main(void) { static int a = 40; char b[] = 'forward'; register int c = 50; printf('Hello World %d\n', c); return 0; } 1.全局变量A用const修饰,表示A是只读的,不可修改,它的地址位于.rodata段;注意,像A这种const变量在定义时必须初始化。因为只有初始化时才有机会给它一个值,一旦定义之后就不能再改写了,也就是不能再赋值了; 2.程序中的字符串字面值'Helloworld%d\n'分配在.rodata段的末尾,字符串字面值是只读的,相当于在全局作用域定义了一个const数组: const char helloworld[] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o', ' ', 'w','o', 'r', 'l', 'd', ' ', '%', 'd', '\n', '\0'}; 程序加载运行时,.rodata段和.text段通常合并到一个Segment中,操作系统将这个Segment的页面只读保护起来,防止意外的改写; 3.全局变量a,b及函数中用static修饰的变量a;都位于.data段中;都是初始化了得数据; 4.全局变量c未被初始化,位于.bss段;由exec初始化为0,所以为初始化的全局变量默认值为0,函数内的static变量若没有被初始化,也位域该段,默认值为0;.data和.bss在加载时合并到一个Segment中; 5.函数中的字符数组b,分配在栈中,函数中变量c并没有在栈上分配存储空间,而是直接存在eax寄存器里,后面调用printf也是直接从eax寄存器里取出c的值当参数压栈,这就是register关键字的作用,指示编译器尽可能分配一个寄存器来存储这个变量。 存储修饰符 1.static修饰全局变量或者函数表示该变量或函数的作用域为该本文件内; 2.static修饰局部变量,该变量作用域仍然是函数内,但是它并不是在调用函数时分配,在函数返回时释放,而是像全局变量一样静态分配,只初始化一次; 3.auto,用它修饰的变量在函数调用时自动在栈上分配存储空间,函数返回时自动释放,例如上例中main函数里的b其实就是用auto修饰的,只不过auto可以省略不写,auto不能修饰文件作用域的变量; 4.register,编译器对于用register修饰的变量会尽可能分配一个专门的寄存器来存储,但如果实在分配不开寄存器,编译器就把它当auto变量处理了,register不能修饰文件作用域的变量(全局变量)。 5.extern,extern关键字用于多个文件中声明同一个标识符; 变量的生存期 1.静态生存期,具有外部或内部链接属性,或者被static修饰的变量,在程序开始执行时分配和初始化一次,此后便一直存在直到程序结束。这种变量通常位于.rodata,.data或.bss段(静态区域),例如上例中main函数外的A,a,b,c,以及main函数里的a。 2.自动生存期,链接属性为无链接并且没有被static修饰的变量,这种变量在进入块作用域时在栈上或寄存器中分配,在退出块作用域时释放。例如上例中main函数里的b和c。 3.动态分配生存期,调用malloc函数在进程的堆空间(动态区域)中分配内存,调用free函数可以释放这种存储空间。
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