1. 結(jié)構(gòu)體字節(jié)對齊

struct S1{
    char c1;
    char c2;
    int n;
};
struct S2{
    char c1;
    int n;
    char c2;
};

printf("sizeof(struct S1) = %ld\n",sizeof(struct S1));
printf("sizeof(struct S2) = %ld\n",sizeof(struct S2));

在C語言里述召，結(jié)構(gòu)體所占的內(nèi)存是連續(xù)的，但是各個成員之間的地址不一定是連續(xù)的。所以就出現(xiàn)了"字節(jié)對齊"。

字節(jié)對齊默認原則

結(jié)構(gòu)體變量的大小顾瞻，一定是其最大的數(shù)據(jù)類型的大小的整數(shù)倍幔烛，如果某個數(shù)據(jù)類型大小不夠诚隙，就填充字節(jié)业舍。
結(jié)構(gòu)體變量的地址，一定和其第一個成員的地址是相同的鞍帝。

2.執(zhí)行下面代碼诫睬，分析代碼中各種變量的地址特點。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

void f1(){
  int f1local1;
  int f1local2;
  static int f1static1;
  static int f1static2;
  int* f1dynamic1 = malloc(sizeof(int));
  int* f1dynamic2 = malloc(sizeof(int));
  printf("--------------f1()----------------\n");
  printf("&f1local1   = %p\n",&f1local1);
  printf("&f1local2   = %p\n",&f1local2);
  printf("&f1static1  = %p\n",&f1static1);
  printf("&f1static2  = %p\n",&f1static2);
  printf("f1dynamic1  = %p\n",f1dynamic1);
  printf("f1dynamic2  = %p\n",f1dynamic2);
  printf("\"f1string1\" = %p\n","f1string1");
  printf("\"f1string2\" = %p\n","f1string2");
  printf("--------------f1()----------------\n");
  free(f1dynamic1);
  free(f1dynamic2);
}
void f2(){
  int f2local1;
  int f2local2;
  static int f2static1;
  static int f2static2;
  int* f2dynamic1 = malloc(sizeof(int));
  int* f2dynamic2 = malloc(sizeof(int));
  printf("--------------f2()----------------\n");
  printf("&f2local1   = %p\n",&f2local1);
  printf("&f2local2   = %p\n",&f2local2);
  printf("&f2static1  = %p\n",&f2static1);
  printf("&f2static2  = %p\n",&f2static2);
  printf("f2dynamic1  = %p\n",f2dynamic1);
  printf("f2dynamic2  = %p\n",f2dynamic2);
  printf("\"f2string1\" = %p\n","f2string1");
  printf("\"f2string2\" = %p\n","f2string2");
  printf("--------------f2()----------------\n");
  free(f2dynamic1);
  free(f2dynamic2);
}

int static1;
int static2;
int main(){
  int local1;
  int local2;
  int* dynamic1 = malloc(sizeof(int));
  int* dynamic2 = malloc(sizeof(int));
  printf("&local1   = %p\n",&local1);
  printf("&local2   = %p\n",&local2);
  printf("&static1  = %p\n",&static1);
  printf("&static2  = %p\n",&static2);
  printf("dynamic1  = %p\n",dynamic1);
  printf("dynamic2  = %p\n",dynamic2);
  printf("\"string1\" = %p\n","string1");
  printf("\"string2\" = %p\n","string2");
  printf("&f1 = %p\n",&f1);
  printf("&f2 = %p\n",&f2);
  f1();
  f2();
}

分析執(zhí)行結(jié)果

&local1   = 0x7ffc8b8120fc
&local2   = 0x7ffc8b8120f8
&static1  = 0x601060
&static2  = 0x601064
dynamic1  = 0x1d10010
dynamic2  = 0x1d10030
"string1" = 0x400b8f
"string2" = 0x400ba7
&f1 = 0x40060d
&f2 = 0x400707
--------------f1()----------------
&f1local1   = 0x7ffc8b8120cc
&f1local2   = 0x7ffc8b8120c8
&f1static1  = 0x601050
&f1static2  = 0x601054
f1dynamic1  = 0x1d10050
f1dynamic2  = 0x1d10070
"f1string1" = 0x400a2f
"f1string2" = 0x400a4b
--------------f1()----------------
--------------f2()----------------
&f2local1   = 0x7ffc8b8120cc
&f2local2   = 0x7ffc8b8120c8
&f2static1  = 0x601058
&f2static2  = 0x60105c
f2dynamic1  = 0x1d10070
f2dynamic2  = 0x1d10050
"f2string1" = 0x400af7
"f2string2" = 0x400b13
--------------f2()----------------

上面結(jié)果每次執(zhí)行結(jié)果會有所變化帕涌，不同計算機結(jié)果也會不同摄凡。但是會有如下規(guī)律：

1.局部變量、靜態(tài)變量蚓曼、動態(tài)分配內(nèi)存亲澡、字符串常量與函數(shù)分別放在一起，即使在不同的函數(shù)中纫版。
變量的存放地址大小有如下特點：

2.字符串常量與代碼 < 靜態(tài)變量 < 動態(tài)分配內(nèi)存 < 局部變量

3.靜態(tài)變量床绪、動態(tài)分配內(nèi)存、字符串常量與函數(shù)的相鄰變量地址是遞增的。局部變量相鄰變量地址是遞減的癞己。
4.字符串常量與函數(shù)是在一起的裹匙。

上面說明代碼在內(nèi)存中是按類型存放在不同的區(qū)里面的。

gcc -S test.c
gcc --save-temp test.c
readelf -S ./a.out

1730134-c16eb70c42a39508.png

2.1 棧區(qū)(stack)

由編譯器自動分配和釋放末秃，主要是存放函數(shù)參數(shù)的值，局部變量的值籽御。

2.2 堆區(qū)(heap)

由程序員自己申請分配和釋放练慕，需要malloc()、calloc()技掏、realloc()函數(shù)來申請铃将，用free()函數(shù)來釋放如果不釋放，可能出現(xiàn)指針懸空/野指針哑梳。
函數(shù)不能返回指向棧區(qū)的指針劲阎，但是可以返回指向堆區(qū)的指針。

2.3 數(shù)據(jù)區(qū)(data)

變量標有static關(guān)鍵字鸠真，保存了靜態(tài)變量悯仙。

1. 初始化的全局變量和初始化的靜態(tài)變量，在一塊區(qū)域吠卷；
2. 未初始化的全局變量和未初始化的靜態(tài)變量锡垄，在一塊區(qū)域，稱作BSS(Block Started by Symbol:以符號開始的塊)祭隔；
3. 靜態(tài)變量的生命周期是整個源程序货岭，而且只能被初始化一次，之后的初始化會被忽略疾渴。
   （如果不初始化千贯，數(shù)值數(shù)據(jù)將被默認初始化為0, 字符型數(shù)據(jù)默認初始化為NULL）。
   整個數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)組搞坝，在程序結(jié)束后由系統(tǒng)統(tǒng)一銷毀搔谴。

2.4 代碼區(qū)(code)

用于存放編譯后的可執(zhí)行代碼，二進制碼桩撮，機器碼己沛。

3. 堆和棧的區(qū)別

4. 顯示目標文件區(qū)段大小：size命令

各區(qū)段含義

dec與hex是前面三個區(qū)域的和，dec是十進制轻猖，hex是十六進制稻爬。