程序编译后运行时的内存分配 / 四六文摘

一、编译时与运行时的内存情况
1.编译时不分配内存
编译时是不分配内存的。此时只是根据声明时的类型进行占位，到以后程序执行时分配内存才会正确。所以声明是给编译器看的，聪明的编译器能根据声明帮你识别错误。
2.运行时必分配内存
运行时程序是必须调到“内存”的。因为CPU（其中有多个寄存器）只与内存打交道的。程序在进入实际内存之前要首先分配物理内存。
3.编译过程
只能简单说一下，因为如果要详细的话，就是一本书了《编译原理》。编译器能够识别语法，数据类型等等。然后逐行逐句检查编译成二进制数据的obj文件，然后再由链接程序将其链接成一个EXE文件。此时的程序是以EXE文件的形式存放在磁盘上。
4.运行过程
当执行这个EXE文件以后，此程序就被加载到内存中，成为进程。此时一开始程序会初始化一些全局对象，然后找到入口函数（main()或者WinMain()），就开始按程序的执行语句开始执行。此时需要的内存只能在程序的堆上进行动态增加/释放了。

二、程序运行时的内存结构：
第一种图示：

X
另外一种图示：

各区段功能说明：
1、程序代码区:存放函数体的二进制代码。
2、全局区（静态区）（static）:全局变量和静态变量的存储是放在一块的，初始化的全局变量和静态变量在一块区域，未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。程序结束后由系统释放。
3、文字常量区 :常量字符串就是放在这里的。程序结束后由系统释放。
4、堆区（heap）: 一般由程序员分配释放，若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收。注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表。
5、栈区（stack）:由编译器自动分配释放，存放函数的参数值，局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。

堆指：（满足堆性质的）优先队列的一种数据结构，第1个元素有最高的优先权；
栈指：满足先进后出的性质的数学或数据结构。

trong>例如：
#include
#include
int overflow(char *buf)
{
char output[20];
strcpy(output,buf);
printf('out char output[20]/n',output);
getchar();
return 0;
}
int main()
{
char buf[100];
int j;
for(j=0;j<100;j )
{
buf[j]='A';
}
overflow(buf);
return 0;
}

例：

ESP，EBP，EIP都是系统的寄存器，里面存的都是些地址。
为什么要说这三个指针，是因为我们系统中栈的实现上离不开他们三个。
栈的数据结构，主要有以下特点：后进先出。它还有以下两个作用：1.栈是用来存储临时变量，函数传递的中间结果。2.操作系统维护的，对于程序员是透明的。
通过一个小例子说说栈的原理：先写个小程序：void fun(void){ printf('hello world')；}void main(void){ fun() printf('函数调用结束');}这是一个简单的函数调用的例子。当程序进行函数调用的时候，我们经常说的是先将函数压栈，当函数调用结束后，再出栈。这一切的工作都是系统帮我们自动完成的。但在完成的过程中，系统会用到下面三种寄存器：1.ESP2.EBP3.EIP

当调用fun函数开始时，三者的作用。
1.EIP寄存器里存储的是CPU下次要执行的指令的地址。也就是调用完fun函数后，让CPU知道应该执行main函数中的printf（'函数调用结束'）语句了。
2.EBP寄存器里存储的是是栈的栈底指针，通常叫栈基址，这个是一开始进行fun()函数调用之前，由ESP传递给EBP的。（在函数调用前你可以这么理解：ESP存储的是栈顶地址，也是栈底地址。）
3.ESP寄存器里存储的是在调用函数fun()之后，栈的栈顶，并且始终指向栈顶。
当调用fun函数结束后，三者的作用：
1.系统根据EIP寄存器里存储的地址，CPU就能够知道函数调用完，下一步应该做什么，也就是应该执行main函数中的printf（“函数调用结束”）。
2.EBP寄存器存储的是栈底地址，而这个地址是由ESP在函数调用前传递给EBP的。等到调用结束，EBP会把其地址再次传回给ESP。所以ESP又一次指向了函数调用结束后，栈顶的地址。
其实我们对这个只需要知道三个指针是什么就可以，对我们学习栈溢出的问题以及看栈这方面的书籍有些帮助。 PS:<转>例子://main.cpp int a = 0; //全局初始化区
char *p1; //全局未初始化区
main()
{
int b; //栈
char s[] = 'abc''; //栈
char *p2; //栈
char *p3 = '123456'; //123456\0在常量区，p3在栈上。
static int c =0； //全局（静态）初始化区
p1 = (char *)malloc(10);
p2 = (char *)malloc(20);
}
分配得来得10和20字节的区域就在堆区。
strcpy(p1, '123456'); 123456\0放在常量区，编译器可能会将它与p3所指向的'123456'优化

程序编译后运行时的内存分配

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