内存分配与字段 堆和栈 XIP(片上执行)

1 内存分配与字段

      程序编译时,编译器将代码翻译成汇编代码,然后汇编器将汇编代码翻译成机器代码(二进制),得到目标文件,最后链接器将目标文件链接成可执行文件。而目标文件和可执行文件的格式一般是类似的,由一个个section(段)组成,一般来说有代码段、数据段、bss段等,有些平台还会有.rodata段(只读数据段),用来放置只读变量(const变量)和字符串常量,这样不仅可以在语义上支持C++的const,而且操作系统还可以在加载的时候将.rodata映射为只读,这样对于这个段的修改会作为非法处理,保证了程序的安全。


一个由c/C++编译的程序占用的内存分为以下几个部分
1、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。
2、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,呵呵。
3、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。 - 程序结束后有系统释放
4、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
5、程序代码区—存放函数体的二进制代码。


字段


text段:就是放程序代码的,编译时确定,只读,
data段:存放在编译阶段(而非运行时)就能确定的数据,可读可写
就是通常所说的静态存储区,赋了初值的全局变量和静态变量存放在这个区域,常量也存放在这个区域
bss段:定义而没有赋初值的全局变量和静态变量,放在这个区域
可修改性:


数组和堆中的字符串:可读可写,存储在栈区、全局区、堆区

指针指向的字符串: 只读,存储在文字常量区

例子:

int a = 0; 全局初始化区
char *p1; 全局未初始化区
static int h=10;//全局静态初始化变量
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"优化成一个地方。
}
2 堆和栈
2.1申请方式
stack:(参数传递 函数调用push pop)
由系统自动分配。 例如,声明在函数中一个局部变量 int b; 系统自动在栈中为b开辟空间
heap:(动态分配内存区域malloc free)
需要程序员自己申请,并指明大小,在c中malloc函数
如p1 = (char *)malloc(10);
在C++中用new运算符
如p2 = (char *)malloc(10);
但是注意p1、p2本身是在栈中的。
2.2申请后系统的响应
栈:只要栈的剩余空间大于所申请空间,系统将为程序提供内存,否则将报异常提示栈溢出。
堆:首先应该知道操作系统有一个记录空闲内存地址的链表,当系统收到程序的申请时,
会遍历该链表,寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点,然后将该结点从空闲结点链表中删除,并将该结点的空间分配给程序,另外,对于大多数系统, 会在这块内存空间中的首地址处记录本次分配的大小,这样,代码中的delete语句才能正确的释放本内存空间。另外,由于找到的堆结点的大小不一定正好等 于申请的大小,系统会自动的将多余的那部分重新放入空闲链表中。
2.3 地址分配
栈:先分配的是高地址

堆:先分配的是低地址


2.4申请效率的比较:
栈由系统自动分配,速度较快。但程序员是无法控制的。
堆是由new分配的内存,一般速度比较慢,而且容易产生内存碎片,不过用起来最方便.
2.5小结:
堆和栈的区别可以用如下的比喻来看出:
使用栈就象我们去饭馆里吃饭,只管点菜(发出申请)、付钱、和吃(使用),吃饱了就走,不必理会切菜、洗菜等准备工作和洗碗、刷锅等扫尾工作,他的好处是快捷,但是自由度小。
使用堆就象是自己动手做喜欢吃的菜肴,比较麻烦,但是比较符合自己的口味,而且自由度大。
3 XIP(片上执行)
eXecute In Place,即芯片内执行,指应用程序可以直接在flash闪存内运行,不必再把代码读到系统RAM中,(非片上执行的在跑的时候需要将code搬到ram中去执行)。flash内执行是指nor flash 不需要初始化,可以直接在flash内执行代码。但往往只执行部分代码,比如初始化RAM.

(注:片内执行不是说程序在存储器内执行哦,CPU的基本功能就是取指、译码和执行。norflash能在芯片内执行,就是指CPU的取指模块能够直接从norflash中把指令取出来,供后面的译码和执行模块使用)

来源:CSDN 
原文:https://blog.csdn.net/panna_linda/article/details/78809490 

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转载自blog.csdn.net/phenixyf/article/details/84791893
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