內存分區與C/C++開發

感謝前輩 Dablelv 的分享
原文 - https://blog.csdn.net/k346k346/article/details/45592329

正確的理解C/C++程序的內存分區,有助于高效準確的寫代碼和清晰明確的逆向破解。
網絡上流形兩大版本內存分區,分別為:

  1. 五大內存分區:堆、棧、全局/靜態存儲區、自由存儲區和常量存儲區。
  2. 五大內存分區:堆、棧、全局/靜態存儲區、字符串常量區和代碼區。

本文按四大內存分區講解:堆、棧、靜態存儲區和代碼區。

堆區:

由程序猿手動申請,手動釋放,若不手動釋放,程序結束后由系統回收,生命周期是整個程序運行期間。使用malloc或者new進行堆的申請,堆的總大小為機器的虛擬內存的大小。

  • new操作符本質上是使用了malloc進行內存的申請,new和malloc的區別如下:
  1. malloc是C語言中的函數,而new是C++中的操作符。
  2. malloc申請之后返回的類型是void*,而new返回的指針帶有類型。
  3. malloc只負責內存的分配而不會調用類的構造函數,而new不僅會分配內存,而且會自動調用類的構造函數。

棧區:

由系統進行內存的管理。主要存放函數的參數以及局部變量。在函數完成執行,系統自行釋放棧區內存,不需要用戶管理。整個程序的棧區的大小可以在編譯器中由用戶自行設定,VS中默認的棧區大小為1M,可通過VS手動更改棧的大小。64bits的Linux默認棧大小為10MB,可通過ulimit -s臨時修改。

靜態存儲區:

靜態存儲區內的變量在程序編譯階段已經分配好內存空間并初始化。這塊內存在程序的整個運行期間都存在,它主要存放靜態變量、全局變量和常量。
注意:

  1. 這里不區分初始化和未初始化的數據區,是因為靜態存儲區內的變量若不顯示初始化,則編譯器會自動以默認的方式進行初始化,即靜態存儲區內不存在未初始化的變量。
  2. 靜態存儲區內的常量分為常變量和字符串常量,一經初始化,不可修改。靜態存儲內的常變量是全局變量,與局部常變量不同,區別在于局部常變量存放于棧,實際可間接通過指針或者引用進行修改,而全局常變量存放于靜態常量區則不可以間接修改。
  3. 字符串常量存儲在靜態存儲區的常量區,字符串常量的名稱即為它本身,屬于常變量。
  4. 數據區的具體劃分,有利于我們對于變量類型的理解。不同類型的變量存放的區域不同。后面將以實例代碼說明這四種數據區中具體對應的變量。

代碼區:

存放程序體的二進制代碼。比如我們寫的函數,都是在代碼區的。

示例:

int a = 0;//靜態全局變量區
char *p1; //編譯器默認初始化為NULL
void main()
{
    int b; //棧
    char s[] = "abc";//棧
    char *p2 = "123456";//123456在字符串常量區,p2在棧上
    static int c =0; //c在靜態變量區,0為文字常量,在代碼區
    const int d=0; //棧
    static const int d;//靜態常量區
    p1 = (char *)malloc(10);//分配得來得10字節在堆區。
    strcpy(p1, "123456"); //123456放在字符串常量區,編譯器可能會將它與p2所指向的"123456"優化成一個地方
}

以上所有代碼,編譯成二進制后存放于代碼區,文字常量存放于代碼區,是不可尋址的。

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