====== сегментация памяти ======

Рассмотрим пример:
<code c>
#include <stdio.h>
double f(int[]);
 
int size = 3;
 
int main(void) {
  int x[3] = {1, 7, 3};
  double result = f(x);
  return 0;
}
 
double f(int list[]) {
  double q = 7.0;
  return q;
}
</code>

{{:c:c_ultimate_guide:mem_segmentation.jpeg}}

=====  stack =====

Сегмент стека располагается в верхней части структуры памяти и растет вниз при вызовах функций и создании локальных переменных. Этот сегмент содержит все локальные переменные, параметры функций и адреса возврата. При каждом вызове функции создается новый фрейм стека, который хранит ее локальные данные.

В данном примере сегмент стека хранит локальный массив x, содержащий значения {1, 7, 3}, а также такие переменные, как result, f и q, которые существуют в области видимости соответствующих функций.

Стек работает по принципу last-in-first-out (последним пришел — первым ушел), автоматически управляя выделением и освобождением памяти при вызовах и возврате функций. Когда выполняется функция main, она создает пространство для массива x и переменной result, в то время как функция f создает собственный фрейм стека, содержащий локальную переменную q, инициализированную значением 7.0.

Такое автоматическое управление памятью делает стек эффективным для временного хранения данных, но ограничивает время жизни переменных областью их видимости.

===== heap =====

Сегмент динамической памяти (heap) предоставляет возможности динамического распределения памяти, хотя в этом простом примере он не используется. Расположенный между стеком и нижними сегментами памяти, heap растет вверх и позволяет программам запрашивать память во время выполнения с помощью функций malloc() и free().

===== const + global =====

Сегмент констант и глобальных переменных хранит переменные, которые существуют на протяжении всего выполнения программы, например, глобальную переменную size со значением 3. Этот сегмент обычно содержит инициализированные глобальные переменные, статические переменные и строковые литералы, которые должны оставаться доступными из нескольких функций или на протяжении всего времени существования программы.

===== code segment =====

Сегмент кода располагается в нижней части структуры памяти и содержит скомпилированные машинные инструкции для всех функций программы. Этот сегмент обычно доступен только для чтения, чтобы предотвратить случайное изменение программного кода во время выполнения.

Функция f демонстрирует простую реализацию, которая всегда возвращает значение 7.0 с помощью локальной переменной q, в то время как функция main организует поток программы, инициализируя массив, вызывая функцию f и сохраняя возвращенное значение.

Организация памяти обеспечивает хранение каждого типа данных в соответствующем сегменте на основе его области видимости, времени жизни и шаблонов использования, обеспечивая эффективность и безопасность выполнения программы.