C/C++에서 메모리에 올라가는 프로그램의 구조는 크게 스택, 힙, 데이터, 텍스트 영역으로 나뉜다. 이에 대해 정리한 내용이다.
텍스트 영역
프로그램의 실제 코드가 저장되는 영역이다.
- 텍스트 영역은 주로 읽기 전용이고 공유 가능하다는 특징이 있다.
- 읽기 전용의 장점은 프로그램이 급작스럽게 수정되는 일이 발생하지 않도록 막는 것이다.
- 공유 가능하다는 것은 텍스트 편집기나 C 컴파일러, 셸 등이 프로그램 코드를 사용할 때 코드 사본을 따로 만들지 않고 텍스트 영역을 공유해 사용할 수 있다.
- 텍스트 영역은 메모리 영역에서 힙이나 스택 아래에 배치되어 힙/스택 오버플로우로 인한 영향을 피하도록 설계되기도 한다.
데이터 영역
전역 변수나 정적 변수가 저장되는 메모리 영역이다. 크게 데이터 영역과 BSS 영역으로 나뉜다.
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Data 영역은 초기화된 데이터 영역(Initialized Data Segment)이라고도 불리며, "프로그래머가" 초기화한 전역 변수, 정적 변수가 저장된다.
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Data 영역은 "초기화된 읽기 영역"과 "초기화된 읽기-쓰기 영역"으로 나뉜다.
예를 들어, 전역 변수로 선언한
const char* str = "hello world"라는 코드에서,
"hello world"라는 문자열 리터럴은const로 선언되어 초기화된 읽기 영역에 저장된다.
포인터 변수str은 읽기-쓰기 영역에 저장된다. -
BSS 영역은 Block Started by Symbol의 약자로, 초기화되지 않은 전역 변수나 정적 변수가 저장된다. 프로그램 실행 전에 커널에 의해 0으로 초기화된다.
int x = 10; // Data segment memory
int y; // BSS segment memory
int main(){
int a = 10; // stack memory
}스택 영역
스택(Stack) 영역은 함수의 호출과 관계되어 있는 데이터들이 저장되는 영역이다.
- 한 함수 호출에 대해 스택에 push된 값 집합을 "스택 프레임(stack frame)"이라고 한다.
- 스택 프레임에는 반환할 주소나 함수의 매개변수와 지역변수 등이 저장된다.
- 주로 높은 주소에서 낮은 주소로 할당이 이루어진다.
힙 영역
힙(heap) 영역은 동적 할당이 이루어지는 영역이다.
- C++에서는
new/new[]키워드를 통해 동적 할당을 하고,delete/delete[]키워드를 통해 해제한다. - 일반적으로 낮은 주소에서 높은 주소로 할당이 이루어진다.
스택, 힙 비교
| Stack | Heap | |
|---|---|---|
| 메모리 구성 | 연속적임(LIFO) | 할당 내에 연속적임. 할당 간의 단편화 발생(가상머신에 따라 차이) |
| 최대 크기 | 리눅스(8MB), 윈도우(1MB) | 메모리 시스템 전체 |
| 메모리 초과시 | 함수 호출 시 프로그램 크래시 | 예외 or nullptr |
| 할당 | 컴파일타임 | 런타임 |
| 지역성 | 높음 | 낮음 |
| 스레드 관점 | 각 스레드가 스텍 공간을 각각 차지함 | 스레드끼리 공유함 |
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C++ 공부를 위해 작성된 글입니다. 오류가 있다면 지적해 주시면 감사하겠습니다.
참고자료
https://github.com/federico-busato/Modern-CPP-Programming (05.Basic_Concepts_IV)
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