变量的存储布局

默默无名的大学生

480人浏览 · 2025-12-03 10:36:48

默默无名的大学生 · 2025-12-03 10:36:48 发布

了解不同变量在内存中的存储布局，对于程序员是很重要的，我们看下面一段程序：

#include <stdio.h>

const int A = 10;
int a = 20;
static int b = 30;
int c;

int main(void)
{
 static int a = 40;
 char b[] = "Hello world";
 register int c = 50;

 printf("Hello world %d\n", c);

 return 0;
}

我们编译之后用readelf命令看它的符号表，了解各变量的地址分布，具体操作如下：

我们截取我们所关心的部分：

   Num:    Value          Size Type    Bind   Vis      Ndx Name

    12: 0000000000004014     4 OBJECT  LOCAL  DEFAULT   25 b
    13: 0000000000004018     4 OBJECT  LOCAL  DEFAULT   25 a.0
    31: 0000000000002004     4 OBJECT  GLOBAL DEFAULT   18 A
    34: 0000000000004020     4 OBJECT  GLOBAL DEFAULT   26 c
    35: 0000000000004010     4 OBJECT  GLOBAL DEFAULT   25 a

Section Headers:
  [Nr] Name     Type      Address        Offset      Size                  
  
[16] .text   PROGBITS 0000000000001080  00001080 0000000000000154 
[18] .rodata PROGBITS 0000000000002000  00002000 0000000000000018 
[25] .data   PROGBITS 0000000000004000  00003000 000000000000001c  
[26] .bss    NOBITS   000000000000401c  0000301c 000000000000000c

（1）变量A用const修饰，可以看到其位于.rodata段，我们可以通过hexdump -C a.out

可以看到字符串”hello world”也分配在rodata段，说明字符串字面值是只读的，相当于在全局作用域定义了一个const数组

（2）而.data段可以看到从0000000000004000开始，size是1C，也就是到000000000000401C结束，在这个范围内，我们有三个变量：a, b, a.0

a是一个GLOBAL的符号，而b被static关键字修饰了，导致它成为一个LOCAL的符号，所以static在这里的作用是声明b这个符号为LOCAL的，不被链接器处理，链接器会在之后文章进行说明。总之也就是说，一个函数定义前面也可以用static修饰，表示这个函数名符号是LOCAL的， a.0是什么呢？它就是main函数中的static int a。

函数中的static变量不同于以前我们讲的局部变量，它并不是在调用函数时分配，在函数返回时释放，而是像全局变量一样静态分配
函数中的static变量只在函数中起作用，比如main函数中的a这个变量名只在main函数中起作用，在别的函数中说变量a就不是指它了，所以编译器给它的符号名加了一个后缀，变成a.0，以便和全局变量a以及其它函数的变量a区分开

（4）bss段从000000000000401c开始，仅有一个变量c，在这个段，进程会为bss段开辟内存空间，并清零

（5）现在还有register int c = 50 以及 char b[] = “Hello world”没有分析。而函数的参数和局部变量是分配在栈上的。我们来查看反汇编代码：

可见，给b初始化用的这个字符串"Hello world"并没有分配在.rodata段，而是直接写在指令里了，通过三条指令把12个字节写到栈上
变量c并没有在栈上分配存储空间，而是直接存在eax寄存器里，后面调用printf也是直接从eax寄存器里取出c的值当参数压栈，这就是register关键字的作用，指示编译器尽可能分配一个寄存器来存储这个变量