c程序运行原理简介

简介: Linux将虚拟存储器高端的1/4留给内核,剩下3/4全留给用户进程。虚拟存储器上中的程序主要由以下几个重要组成部分:1.进程控制块(process control block,简称PCB)PCB中保存了进程hello的运行时的存储器图像和寄存器信息,它帮助操作系统在内存中找到我们的hello程序,如果没有它,hello只是和其它程序杂乱无章地分布在内存中就乱套了。

Linux将虚拟存储器高端的1/4留给内核,剩下3/4全留给用户进程。虚拟存储器上中的程序主要由以下几个重要组成部分:
1.进程控制块(process control block,简称PCB)
PCB中保存了进程hello的运行时的存储器图像和寄存器信息,它帮助操作系统在内存中找到我们的hello程序,如果没有它,hello只是和其它程序杂乱无章地分布在内存中就乱套了。
2.栈(stack)和堆(heap)
程序中的自动变量都位于栈上,而堆则用来让程序员自己手动分配(malloc)和释放(free)的内存空间,如果程序员忘了释放,则有垃圾收集器gc代劳。除此以外,栈还是程序转移中一个很重要的概念,程序的返回地址通常也保存在栈上。
3.文本段(text segment)和数据段(data segment)
所谓的文本段和数据段对应的就是程序的代码部分和全局变量,把程序的代码和数据分开处理是有好处的,比如我们在windows打开好几个word,这些进程只是数据段不同罢了(它们都拥有相同的代码),因此内存中永远只要有一份word的代码就行了。
4.共享库的映射区域
操作系统通过将共享的对象映射到虚拟存储器的“共享区域”来使得代码能够共享,一方面提高存储器的利用率,一方面可以使得进程能够共享一些数据。
如果某一时刻系统中有20个程序正在运行,而这些程序都需要在屏幕上打印东西,系统就没有必要为每个程序都维护一段printf的代码,只要分别从各自的.bss中取出字符串然后用同一个printf完成输出就行了。同样的道理,当有多个hello在系统中运行时,它们也完全可以共享同一个文本段。这也就是为什么会把进程定义为程序的一个实例的原因。不妨回想一下面向对象中对象的概念,我们在写class的时候定义成员字段不就是在分配数据?而定义方法字段不就是在操作这些数据?在对象被实例化以前,这些定义只不过是一些“白纸黑字”,而只有经过实例化,实例们才在存储器中有了自己的映像。而多个实例之间可以共享“方法”(文本)但是独有“成员”(数据)的特点,也和进程如出一辙。
现在我们可以描述hello在存储器中图像了。hello的代码位于文本段中,字符串“hello,world”在只读段中,printf位于共享库的映射区域,程序在执行时用到了用户栈,用户栈从0xbfffffff开始,向下生长。以上的图景只发生在一瞬间,我们难以追踪,要想看清hello的本来模样,还是得在目标文件上做文章。
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转载自http://blog.csdn.net/witsmakemen/article/details/17653231

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