C语言内存布局

进程内存空间

Linux中使用虚拟内存技术，将进程内存空间分为两部分：内核空间和用户空间。

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 1G |                  | 内核空间（与其他进程共享）
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    |                  |
 3G |                  | 用户空间（进程私有）
    |                  |
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内核空间是操作系统的私有空间，用户空间是进程的私有空间。运行在用户空间的进程不可以访问内核空间。C程序运行在用户空间中，根据内存分配方式，用户空间又分为以下几个区域。

+------------------+ 高地址
|        ...       | 参数和环境变量
+------------------+
|       stack      | 栈区 向下增长
+------------------+
|       mmap       | 内存映射区（动态链接库...）
+------------------+
|       heap       | 堆区 向上增长
+------------------+
|       bss        | 未初始化的全局变量
+------------------+
|       data       | 已初始化的全局变量
+------------------+
|       rodata     | 只读数据区
+------------------+
|       text       | 代码区
+------------------+ 低地址

栈区（局部变量）

局部变量和函数堆栈帧都在栈区，栈区向下增长，栈区的大小是固定的，一般为8M。

// a, b, c都是栈区的局部变量
int f(int a, int b) {
    int c = a + b;
    return c;
}

堆区

使用malloc申请的变量在堆区，堆区向上增长，堆区的大小是不固定的，一般为1G。

// p是堆区的变量
int* p = (int*)malloc(sizeof(int) * 10);

全局变量

全局变量在data、bss、rodata区。其中data区存放已初始化的全局变量，bss区存放未初始化的全局变量，rodata区存放只读的全局变量。

static int x = 1;      // data区   静态全局变量
int a = 1;             // data区   全局变量
int b;                 // bss区    全局变量
const int c = 2;       // rodata区 只读全局变量

int f() {
    static int d = 3;  // data区   静态局部变量
    static int e;      // bss区    静态局部变量
    return 0;
}

生命周期

存储在不同位置的变量，其生命周期也不相同

作用域

全局变量和静态变量的作用域是整个文件，局部变量的作用域是函数内部。

计数器

int counter()
{
  // count是局部静态变量，函数返回时不会销毁
  static int count = 0; // data区
  count++;
  return count;
}

int main()
{
  printf("%d\n", counter()); // 1
  printf("%d\n", counter()); // 2
  printf("%d\n", counter()); // 3
  return 0;
}