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静态存储区（Static Storage Area）的总结

news 来源：原创 2025/4/24 8:58:00

普通的全局变量未初始化，编译阶段放在com段，链接完后放在bss段

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在32位系统中，内核空间为1GB（地址范围：0xC0000000-0xFFFFFFFF），用户空间为3GB

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高端内存（HIGHMEM）是32位系统访问超过896MB物理内存的解决方案，其虚拟地址范围位于内核空间的最高128MB（0xF8000000-0xFFFFFFFF）

低端内存 lowmem 映射：在 32 - bit Linux 系统中，物理内存的前 896MB 通常被直接映射到内核虚拟地址空间，这样内核可以方便地访问这些内存区域。

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高地址 0xFFFFFFFF
┌──────────────────┐
│    内核空间       │
├──────────────────┤  0xC0000000
│    栈区          │  ↓ 自动增长
├──────────────────┤
│    mmap区域      │  (共享库/匿名映射)
├──────────────────┤
│      堆区        │  ↑ 通过brk扩展
├──────────────────┤
│      .bss        │  未初始化全局变量
├──────────────────┤
│      .data       │  已初始化全局变量
├──────────────────┤
│    .rodata       │  只读数据段
├──────────────────┤
│     .text        │  代码段
└──────────────────┘
低地址 0x00000000

用户空间（3GB）

代码段(.text)：0x08048000-0x080xxxxx
数据段：
┌─────────────┐
│.data │ 初始化的全局变量
│.rodata │ 常量数据
│.bss │ 未初始化变量
└─────────────┘
堆区：通过brk扩展，最大可达≈2.9GB
mmap区域：动态库/共享内存映射

内核空间（1GB）

低端内存：直接映射物理内存的896MB
vmalloc区：0xF0000000-0xFFFEFFFF
高端内存：物理内存>896MB时的映射区

# 查看进程内存映射
cat /proc/$$/maps 
# 查看系统内存布局
dmesg | grep -i "virtual kernel memory layout"

错误位置	错误表述	正确值
vmalloc区域	“120m-8m-8k”	32位系统典型范围：0xF0000000-0xFFFEFFFF（约240MB）
栈空间限制	“最多能向下拓展8m”	默认栈大小8MB（可通过`ulimit -s`修改）
堆地址范围	“堆区能向上拓展将近3g”	实际可用堆空间 ≈ 3GB - (text+data+bss+mmap区域)

静态存储区（Static Storage Area）的总结如下：

静态存储区详细总结

1. 内存段划分

内存段	存储内容	生命周期	初始化方式
`.text`段	可执行代码（机器指令）	程序启动到终止	编译器生成
`.rodata`段	只读数据（常量字符串、const全局变量）	程序启动到终止	显式初始化
`.data`段	已初始化的全局变量/静态变量（初值非零）	程序启动到终止	显式初始化
`.bss`段	未初始化的全局变量/静态变量（默认初始化为0）	程序启动到终止	自动零初始化

2. 核心特性对比

特性	.text段	.rodata段	.data段	.bss段
可写性	❌ 只读	❌ 只读	✔️ 可写	✔️ 可写
磁盘占用	✔️ 占用	✔️ 占用	✔️ 占用	❌ 不占用
内存映射方式	直接加载	直接加载	直接加载	动态清零
地址增长方向	固定地址	固定地址	固定地址	固定地址
优化特性	可共享	可共享	进程私有	进程私有

3. 技术细节说明

.text段（代码段）

存储编译后的机器指令
具有 r-x 内存权限（可读、可执行，不可写）
多个进程实例共享同一物理内存（写时复制机制）

.rodata段（只读数据段）

包含字符串常量、const修饰的全局变量
任何写操作会触发段错误（SIGSEGV）
编译器自动将字符串常量放入此段

.data段（已初始化数据）

存放显式初始化的全局/静态变量
ELF文件中实际存储初始化值
示例：int global = 10; static int s = 20;

.bss段（未初始化数据）

存放未初始化或初始化为0的全局/静态变量
程序加载时由内核自动填充零值
ELF文件仅记录所需空间大小，不占实际磁盘空间

4. 验证方法

查看段信息

# 使用objdump查看段布局
objdump -h program | grep -E '\.text|\.data|\.bss|\.rodata'# 查看运行时内存映射
cat /proc/self/maps

代码验证示例

#include <stdio.h>const int const_val = 10;     // .rodata
int init_val = 20;            // .data
int uninit_val;               // .bssint main() {printf(".text   @ %p\n", main);           // 代码段地址printf(".rodata @ %p\n", "Hello");       // 字符串常量地址printf(".data   @ %p\n", &init_val);     // 已初始化数据地址printf(".bss    @ %p\n", &uninit_val);   // 未初始化数据地址return 0;
}

5. 关键注意事项

静态变量的初始化
- C语言规定未初始化的全局/静态变量默认初始化为0
- C++中类静态成员变量需要单独定义（否则导致链接错误）
内存权限保护
- 尝试修改.text或.rodata段内容会触发段错误（SIGSEGV）
- 使用mprotect()可临时修改权限（需root权限）