C的加载过程与内存模型

处理过程

预处理→编译→汇编→链接→装载→执行

预处理 : 处理以 # 开头的预处理指令，例如 #include、#define、#ifdef 等。

• 宏展开
• 文件包含展开
• 条件编译判断

编译 : 将预处理后的 C 代码转换成汇编代码。

• 语法分析（解析语法结构）
• 语义分析（变量类型检查）

汇编 : 将汇编代码转换为目标文件（二进制格式），还不是最终的可执行程序。

链接 : 将一个或多个 .o 文件与所需的库文件（比如标准库 libc）合并，解决函数调用、变量引用等符号地址。

装载 : 将链接生成的可执行文件加载到内存中，准备好运行环境。

执行 : 程序入口通常是 _start 函数，由链接器提供，之后会调用 main()。

• 用户编写的程序从 main() 开始运行。
• 程序执行时：
  • 初始化全局变量
  • 执行 main() 函数
  • 程序返回时调用 exit()

加载后的C语言内存结构

C语言通过链接和装载 将数据分布到一些固定的位置

.text 代码段 用于放置只读的字节码指令 .rodata 段也会放置在附近

.data 数据段 用于存放已经初始化全局变量和静态变量

.bss 段 用于存放未初始化和初始化为0的全局变量和静态变量。

堆区 用于存放程序执行后动态分配的内存

变量，指针与类型

在 C 语言中，变量的声明意味着：编译器会在内存中为这个变量分配一块空间，并为它分配一个可供程序访问的“名称”或“标签”。这个标签（变量名）本质上是对该内存地址的一种静态引用方式。

例如：

int c = 0 ; 
// 为变量 c 分配了一个 int 类型（通常是 4 字节）的空间，并初始化为 0
 
char a[] = {'h','e','l','l','o','\0'};
// 分配了一个大小为 sizeof(a) 的字符数组，内存上是一块连续空间，存储了具体的字符数据
typedef struct _person{
	int age ;
	//char name[10]; 无法赋值
	char* name ;
} person;
// 为结构体变量 h 分配了一块空间，包含了 int（age）和指针（name）两个成员
person h;
h.name = "codfish";
//  找到结构体中的char指针类型结构name, 将该指针指向“codfish” 的地址
h.age = 12;
//  找到结构体中的intl类型age, 向其所在的内存地址写入“12”

变量名可以看作是对该内存空间的一个静态引用标签，通过它我们可以对这块内存进行读写。

在这个视角下，“地址”本身也可以看作是一种值，而指针类型就是专门用于存储地址值的类型。指针变量的值是一个地址，通过这个地址可以间接访问另一个变量或内存区域。因此，指针本质上是一种间接寻址的变量类型。

int a = 3 ;   // 开辟了一块内存空间，存储的值为3
int * p = &a ;  // 开辟了一块内存空间, 存储的值为a的存储地址
printf("%d",*p);  //  打印 p 指向地址中存储的值，即 a

在 C 语言中，左值（lvalue）代表的是一个可寻址、可写入的内存位置，是程序运行中频繁操作的对象。而右值（rvalue）通常是一个临时值，不具备可寻址性，用完即弃。

例如：

• 变量 a 是左值，你可以取地址 &a，也可以对它赋值。
• 表达式 a + 1 是右值，它是一个计算结果，不能取地址。
• 字符串 "codfish" 是一个右值常量，其内容在编译期就固定，通常被保存在 只读数据段（.rodata） 中。

因此：

左值是程序运行时可操作的内存实体，而右值更多地体现为临时性和只读性。其中某些右值（如字符串字面量、常量表达式）确实会保存在 .rodata 段中，但大多数右值只是临时计算结果，可能存在于寄存器中，或者根本不会在物理内存中长期保留。

最后回到上文，在结构体中如果定义的char name[10]；则无法使用字符串直接完成初始化。因为这时 结构体中定义的是一个 10个字节长度 char 数组，而接收的右值是一个字符指针。两边的类型并不能匹配，所以无法完成赋值，只能对该数组中的每一位分别进行赋值。

human.name[0] = 'C';
human.name[1] = 'o';
human.name[2] = 'd';
human.name[3] = 'f';
human.name[4] = 'i';
human.name[5] = 's';
human.name[6] = 'h';
human.name[7] = '\0';
  
// 输出
[root@iZbp19tqlmjz1dmnm8w43uZ myc]# ./test
hello ,12 years old's  Codfish