內(nèi)存、棧、堆

一般應(yīng)用程序內(nèi)存空間有如下區(qū)域：

棧：由操作系統(tǒng)自動分配釋放，存放函數(shù)的參數(shù)值、局部變量等的值，用于維護(hù)函數(shù)調(diào)用的上下文

堆：一般由程序員分配釋放，若程序員不釋放，程序結(jié)束時可能由操作系統(tǒng)回收，用來容納應(yīng)用程序動態(tài)分配的內(nèi)存區(qū)域

可執(zhí)行文件映像：存儲著可執(zhí)行文件在內(nèi)存中的映像，由裝載器裝載是將可執(zhí)行文件的內(nèi)存讀取或映射到這里

保留區(qū)：保留區(qū)并不是一個單一的內(nèi)存區(qū)域，而是對內(nèi)存中受到保護(hù)而禁止訪問的內(nèi)存區(qū)域的總稱，如通常 C 語言講無效指針賦值為 0（NULL），因此 0 地址正常情況下不可能有效的訪問數(shù)據(jù)

棧

棧保存了一個函數(shù)調(diào)用所需要的維護(hù)信息，常被稱為堆棧幀（Stack Frame）或活動記錄（Activate Record），一般包含以下幾方面：

函數(shù)的返回地址和參數(shù)

臨時變量：包括函數(shù)的非靜態(tài)局部變量以及編譯器自動生成的其他臨時變量

保存上下文：包括函數(shù)調(diào)用前后需要保持不變的寄存器

堆

堆分配算法：

空閑鏈表（Free List）

位圖（Bitmap）

對象池

“段錯誤（segment fault）” 或 “非法操作，該內(nèi)存地址不能 read/write”

典型的非法指針解引用造成的錯誤。當(dāng)指針指向一個不允許讀寫的內(nèi)存地址，而程序卻試圖利用指針來讀或?qū)懺摰刂窌r，會出現(xiàn)這個錯誤。

普遍原因：

將指針初始化為 NULL，之后沒有給它一個合理的值就開始使用指針

沒用初始化棧中的指針，指針的值一般會是隨機(jī)數(shù)，之后就直接開始使用指針

編譯鏈接

各平臺文件格式

編譯鏈接過程

（1）預(yù)編譯（預(yù)編譯器處理如?#include、#define?等預(yù)編譯指令，生成?.i?或?.ii?文件）

（2）編譯（編譯器進(jìn)行詞法分析、語法分析、語義分析、中間代碼生成、目標(biāo)代碼生成、優(yōu)化，生成?.s?文件）

（3）匯編（匯編器把匯編碼翻譯成機(jī)器碼，生成?.o?文件）

（4）鏈接（連接器進(jìn)行地址和空間分配、符號決議、重定位，生成?.out?文件）

現(xiàn)在版本 GCC 把預(yù)編譯和編譯合成一步，預(yù)編譯編譯程序 cc1、匯編器 as、連接器 ld

MSVC 編譯環(huán)境，編譯器 cl、連接器 link、可執(zhí)行文件查看器 dumpbin

目標(biāo)文件

編譯器編譯源代碼后生成的文件叫做目標(biāo)文件。目標(biāo)文件從結(jié)構(gòu)上講，它是已經(jīng)編譯后的可執(zhí)行文件格式，只是還沒有經(jīng)過鏈接的過程，其中可能有些符號或有些地址還沒有被調(diào)整。

可執(zhí)行文件（Windows 的?.exe?和 Linux 的?ELF）、動態(tài)鏈接庫（Windows 的?.dll?和 Linux 的?.so）、靜態(tài)鏈接庫（Windows 的?.lib?和 Linux 的?.a）都是按照可執(zhí)行文件格式存儲（Windows 按照 PE-COFF，Linux 按照 ELF）

目標(biāo)文件格式

Windows 的 PE（Portable Executable），或稱為 PE-COFF，.obj?格式

Linux 的 ELF（Executable Linkable Format），.o?格式

Intel/Microsoft 的 OMF（Object Module Format）

Unix 的?a.out?格式

MS-DOS 的?.COM?格式

PE 和 ELF 都是 COFF（Common File Format）的變種

目標(biāo)文件存儲結(jié)構(gòu)

鏈接的接口————符號

在鏈接中，目標(biāo)文件之間相互拼合實際上是目標(biāo)文件之間對地址的引用，即對函數(shù)和變量的地址的引用。我們將函數(shù)和變量統(tǒng)稱為符號（Symbol），函數(shù)名或變量名就是符號名（Symbol Name）。

如下符號表（Symbol Table）：

今天的分享就到這里了，大家要好好學(xué)C++喲~

寫在最后：對于準(zhǔn)備學(xué)習(xí)C/C++編程的小伙伴，如果你想更好的提升你的編程核心能力（內(nèi)功）不妨從現(xiàn)在開始！

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