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c执行文件内存布局
c语言在嵌入式、操作系统、图像处理方面应用广泛，是一种比较底层的语言。本文主要介绍c语言的内存分配，进程在内存中的布局。
环境：
Linux zhuzhu 4.2.0-27-generic #32~14.04.1-Ubuntu SMP
gcc version 4.4.7
首先上一张进程在内存中的布局图：
注： 该图仅表示进程在32位linux操作系统下的布局，对于windows内存布局并不是这样的，有兴趣的可以将下面的程序在VC6.0上运行试试，会发现与此布局相差很大。
从图中可以看到：
1、高地址空间0xBFFFFFFF-0xFFFFFFFF为内核空间，用户程序无法直接访问;
2、用于存放环境变量、main函数传进来的参数存放空间;
3、栈空间主要用于存放局部变量、函数参数等，其从高地址向低地址增长;
4、未分配区，主要作用是供栈、堆动态扩展用和mmap映射;
5、主要用于动态内存分配空间，从低地址向高地址增长;
6、BSS用于存放未初始化的全局变量、初始化为零的全局变量;
7、数据段主要用来存放初始化的全局变量，静态全局、局部变量，常量，只读变量;
8、代码段用于存放可执行的代码，为只读。
注： 对于ARM架构来说函数传参，前四个参数是放在R0-R3寄存器中的，超过四个的参数才会放堆区。
例：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#define STR_SIZE 32
int g_un_init;
int g_init[100000] = {0};
int g_init_a = 521;
static int g_static_data = 125;
int main(int argc, char *argv[])
{
int local_a;
static int local_static_b;
char *str = "xiaozhu";
char *local_str = NULL;
local_str = malloc(STR_SIZE);
if (local_str == NULL) {
printf("no mem \n");
return -1;
}
printf("argv[1] = %p \n", argv[1]);
printf("g_un_init = %p \n", &g_un_init);
printf("g_init = %p \n", g_init);
printf("g_init_a = %p \n", &g_init_a);
printf("g_static_data = %p \n", &g_static_data);
printf("local_a = %p \n", &local_a);
printf("local_static_b = %p \n", &local_static_b);
printf("str = %p \n", str);
printf("local_str = %p \n", local_str);
free(local_str);
return 0;
}
编译程序，对编译结果在ubuntu上执行：readelf -h a.out 来获取程序的入口地址为0x8048390:
程序执行结果为：
root@zhuzhu:blog# ./a.out zhu argv[1] = 0xbfa80633 g_un_init = 0x80abae4 g_init = 0x804a060 g_init_a = 0x804a028 g_static_data = 0x804a02c local_a = 0xbfa8025c local_static_b = 0x80abae0 str = 0x8048640 local_str = 0x8d0b008
在命令行下执行：readelf -S a.out 获取程序详细段大小：
root@zhuzhu:blog# readelf -S a.out There are 30 section headers, starting at offset 0x117c: Section Headers: [Nr] Name Type Addr Off Size ES Flg Lk Inf Al [ 0] NULL 00000000 000000 000000 00 0 0 0 [ 1] .interp PROGBITS 08048154 000154 000013 00 A 0 0 1 [ 2] .note.ABI-tag NOTE 08048168 000168 000020 00 A 0 0 4 [ 3] .note.gnu.build-i NOTE 08048188 000188 000024 00 A 0 0 4 [ 4] .gnu.hash GNU_HASH 080481ac 0001ac 000020 04 A 5 0 4 [ 5] .dynsym DYNSYM 080481cc 0001cc 000070 10 A 6 1 4 [ 6] .dynstr STRTAB 0804823c 00023c 000058 00 A 0 0 1 [ 7] .gnu.version VERSYM 08048294 000294 00000e 02 A 5 0 2 [ 8] .gnu.version_r VERNEED 080482a4 0002a4 000020 00 A 6 1 4 [ 9] .rel.dyn REL 080482c4 0002c4 000008 08 A 5 0 4 [10] .rel.plt REL 080482cc 0002cc 000028 08 A 5 12 4 [11] .init PROGBITS 080482f4 0002f4 00002d 00 AX 0 0 4 [12] .plt PROGBITS 08048330 000330 000060 04 AX 0 0 16 [13] .text PROGBITS 08048390 000390 00028a 00 AX 0 0 16 [14] .fini PROGBITS 0804861c 00061c 000019 00 AX 0 0 4 [15] .rodata PROGBITS 08048638 000638 0000ad 00 A 0 0 4 [16] .eh_frame_hdr PROGBITS 080486e8 0006e8 000024 00 A 0 0 4 [17] .eh_frame PROGBITS 0804870c 00070c 000090 00 A 0 0 4 [18] .ctors PROGBITS 08049f20 000f20 000008 00 WA 0 0 4 [19] .dtors PROGBITS 08049f28 000f28 000008 00 WA 0 0 4 [20] .jcr PROGBITS 08049f30 000f30 000004 00 WA 0 0 4 [21] .dynamic DYNAMIC 08049f34 000f34 0000c8 08 WA 6 0 4 [22] .got PROGBITS 08049ffc 000ffc 000004 04 WA 0 0 4 [23] .got.plt PROGBITS 0804a000 001000 000020 04 WA 0 0 4 [24] .data PROGBITS 0804a020 001020 000010 00 WA 0 0 4 [25] .bss NOBITS 0804a040 001030 061aa8 00 WA 0 0 32 [26] .comment PROGBITS 00000000 001030 00004e 01 MS 0 0 1 [27] .shstrtab STRTAB 00000000 00107e 0000fc 00 0 0 1 [28] .symtab SYMTAB 00000000 00162c 000490 10 29 48 4 [29] .strtab STRTAB 00000000 001abc 00025e 00 0 0 1
从上面结果可以看到其代码段、数据段、BSS段的起始地址和长度
结合执行结果可以看出：
argv[1] = 0xbfa80633
local_a = 0xbfa8025c
和理论布局是对应的，位置大致一致。
g_un_init = 0x80abae4 g_init = 0x804a060 local_static_b = 0x80abae0
位于BSS段起始地址为0x804a040,大小为0x61aa8,表示未初始化或初始化为零的全局变量位于BSS段，且未初始化的局部静态变量也位于此段。
g_init_a = 0x804a028 g_static_data = 0x804a02
初始化的全局变量和静态全局变量都位于数据段.data。
str = 0x8048640
常量字符串位于只读数据段.rodata。
local_str = 0x8d0b008
位于堆空间
注： 向只读段、内核空间、未分配区赋值都会引发段错误，如在程序中加入：
*(unsigned int *)0xa0000000 = 1;
就会引发段错误。
注：要养成malloc与free成对使用的习惯，负责代码量大了，容易内存泄漏。
思考：什么malloc需要指定分配的大小，而free是只需一个地址参数即可？
刚开始写博客，理解不是很深入，希望大家多讨论，共同学习，共同进步。。。
本文出自 “12128867” 博客，请务必保留此出处http://12138867.blog.51cto.com/12128867/1859029
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