关于程序的bss段，堆区，栈区的一些学习。

妖狐艹你老母 2022-09-19 14:24 157阅读 0赞

写汇编总结引发的思考，总结这东西还真是得多写。

在学习汇编的时候，书上并没有区分堆栈的区别。并且没有说明bss和堆不是一个东西，搞得我以为堆和bss就是一个东西。

所以我就纳闷，malloc是从堆中分配空间，那么为什么分配后里面的值不是0？

于是查资料学到了很多东西，写篇博客存个档~我所说的全部是在linux下的。然后进一步的问题就来了，第一个问题：

**堆和栈的区别有哪些呢？**

1.堆是运行过程中系统分配的。但是栈是程序一执行就分配好了的。

2.堆的大小比栈的大小要大得多。

3.堆只能顺序使用。但是栈则是由程序员自己控制的。

4.堆分配的速度比栈的速度慢。

5.堆向高地址扩展，栈向低地址扩展。

而bss段是干嘛的呢？

一开始，因为在C里面大数组是不能存放在函数内的（栈空间较小），并且bss段并不保存在可执行文件中还可以分配大空间，所以我以为bss段就是堆。

而我发现真是情况就是：

在全局变量和静态变量虽然可能非常大，但是他们是存储在bss段中而不是堆的（初始化过的全局变量和静态变量在.data中定义）。

堆的作用基本只能是通过系统调用才能分配的。速度比bss段直接映射慢多了。

PS:现在的linux下gcc似乎已经不用bss显示声明了。我自己在linux下测试的时候全局数据就是一个.comm的定义，并没有见到bss。

还有为什么要区分初始化和未初始化的全局变量和静态变量呢？

我的想法是：

假设有一个静态区的大数组，那么在程序运行的时候很可能有一大部分并不会使用，并且存储的数据全为零。

那么在内核加载这个可执行文件的时候，内核就可以很方便的将其映射到一个内容全为0的分页当中去了。

所以少了很多的不必要的外存使用，也让分配内存变得简单。

但是初始化后的区域必须保存所初始化的变量。那么就不能简单的映射了，只有保存在.data中了。

网上的说法是：

在编程的时候，很可能动态定义了一个以后不用的全局或静态变量。那么在bss段映射的时候并不占用内存，只有用到的时候才真正分配内存。

大意就是这样，目的是为了防止程序员对内存使用上造成错误。

刚才又刚好有机会到隔壁的嵌入式老师那里蹭了下课,问了这个问题.

这种区分方式其实是为了避免程序员的错误而出现的 .

也就是说当你定义了一个全局指针.如果你没初始化并且还在.data段中.那么很可能就会产生严重的内存问题.

也就是所谓的野指针.这当然是很麻烦的,搞不好还会让程序崩溃.

所以为了防止这种情况发生,采取了不同的定义方式来解决这个问题.

其实还有一个位置也误导了我。那就是apue上面的进程地址空间图。

![Center][]

![Image 1][]

就像这个样。让我以为堆的空间是程序内部的，并且还是固定大小的，但是看汇编的时候又是从系统中分配的。所以到底哪个正确呢？

而且我们直到栈区大小是固定的（有上限，并且支持虚拟存储），我个人猜测是将一部分链接到进程中（图中的位置），另一部分存在外存。

又或者是类似于链表一样可扩充空间的数据结构。

我之前有篇文章做过测试。不断的malloc分配空间，并且不断的将数据写入空间，实际情况刚好可以覆盖到linux的2Gswap空间。

[http://blog.csdn.net/meiboyu/article/details/12885171][http_blog.csdn.net_meiboyu_article_details_12885171]

这也就是说linux下，堆的空间也是支持虚拟存储的（应该用到内存的地方都会支持。。）。

嗯,又请教了老师.

老师说其实对于32位系统上来说,所有程序虚拟内存都是4G的.所以,对于除了正文段和两个数据段还有一些参数段.栈和堆占据了其余的部分.

并且他指出栈段是动态的,我也说明栈是有上限的..我个人认为他指的动态应该是栈的变化.然后说堆是固定大小的.

因为除开这些其余都是**堆**可使用的**地址空间**.注意是地址空间.所以对于一个32位机上的程序,其堆的大小也是有上限的.

其实这个又和我之前的一篇关于地址和内存的关系的文章对应上了.

PS:刚和别人讨论到堆和栈对于多线程的数据结构，我记得在哪里看到过，linux线程就基本是进程。

所以我估计对于linux的堆和栈来说，可能每个线程都存在一个这样的数据结构。

记得i3的CPU是双核四线程。可能在CPU级别上提供了多个栈寄存器用来指向不同栈帧吧。

PSS:没错..又是和老师讨论后的观点.老师说对于多线程来说,系统的调度的最小单位是基于线程的.

说到这里应该明白了吧..意思就是线程之间代码是分开的.堆栈也是分开的.所以也就不存在内存的栈帧浮动的问题了.

看来自己目前学的还是太浅了.对于这么多知识完全没有联系起课堂上的理论来啊...

看内核是一方面,另一方面还是要多加加强理论与实际的联系啊!!

\----------------------------------------几个月后的分割线-----------------------------------------------------------------------------------

Linux中,线程是共享代码区的.只是单独分配栈和一些必要的管理信息.并且对于进程,在没有代码区改变时,对于数据改变也是如此.只有在子进程改变了数据Linux才会分配新的.data页面.

上面的我就不改了..毕竟也是哥的一段青葱岁月...

感觉培训老师还没我晓得的多.....再一次感觉培训是个坑......

[Center]: /images/20220828/795cfedd681f42b2aee2eb157d827d39.png
[Image 1]: 
[http_blog.csdn.net_meiboyu_article_details_12885171]: http://blog.csdn.net/meiboyu/article/details/12885171

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