[CS지식 - 개발 상식] 메모리 구조

 

1. 프로그램의 실행

• 의미 - 파일 시스템에 존재하던 실행파일이 메모리에 적재된다는 의미
          - 프로그램이 CPU를 할당받고 명령을 수행하고 있는 상태
• 파일 시스템에 있는 실행 파일이 메모리에 적재될떄, 실행 파일 전체가 메모리에 올라가지 않음
  ▶ 일부만 메모리에 올라가고 나머지는 디스크의 특정영역인 스왑 영역에 존재  

2. 메모리구조

• 운영체제(OS)의 메모리구조
  1. 커널 영역 : kernel은 운영체제의 핵심. 커널영역은 system call을 통해 커널모드로 전화해야 접근가능
  2. 유저 영역 : Code, Data, Stack, Heap 4가지로 구성 → 가상메모리
• OS Kerner Space : 드라이버 설치
• Stack : 지역변수, 매개변수
  메모리의 높은 주소에서 낮은 방향으로 할당
• Free : 여유공간
• Heap : 동적 메모리(new)
  메모리의 낮은 주소에서 높은 방향으로 할당 → Stack, Heap영역이 넘쳐서 서로 만나면 스택 오버플로 현상이 발생
• BSS : 초기화되지 않은 변수
• Data : 전역변수, static변수
• Code(Text) : 상수, 코드

 

2-1. Code(Text) 영역

• 사용자가 작성한 프로그램 함수들의 코드가 CPU에서 수행 할 수 있는 기계어 명령 형태로 변환되어 저장되는 공간
• 컴파일타임에 결정되고 중간에 코드를 바꿀 수 없게 Read-Only로 되어있음
• 프로그램의 시작부터 종료까지 메모리에 계속 남아 있음

2-2. Data영역

• 전역변수 또는 static변수 등 프로그램이 사용하는 데이터를 저장하는 공간
• 전역변수 또는 static값을 참조한 코드는 컴파일이 완료되면 data영역의 주소값을 가르키도록 바뀜
  → 전역변수의 변경 가능성이 있어 Read-Write
• 프로그램 시작과 함께 할당되고, 프로그램이 종료되면 소멸

2-3. Heap 영역

• 프로그래머가 직접 공간을 할당, 해제하는 공간 → 런타임에 결정
  ▶ 메모리 할당 : malloc() 또는 new연산자 이용
  ▶ 메모리 해제 : free() 또는 delete 연산자 이용

2-4. Stack영역

• 호출된 함수의 수행을 마치고 복귀할 주소 및 데이터(지역변수, 매개변수, 리턴값 등)을 임시로 저장
  → 호출완료되면 사라짐
• 프로그램이 자동으로 사용하는 임시 메모리 영역

 

3. 오버플로우

 

• 할당 가능한 메모리 영역을 넘어설 때 발생하는 오류
  ▶ 이러한 특성을 이용해 해킹공격의 가능성↑
• 종류 
  ▶ 힙 오버플로우 : 힙이 스택을 침범하는 경우
  ▶ 스택 오버플로우 : 스택이 힙을 침범하는 경우, 오버플로우 중 가장 많이 발생

 

 

참고)

[개발상식] #7. 메모리 구조 :: 개발일기🌷 (tistory.com)

[개발상식] #7. 메모리 구조

[CS 지식] 메모리 구조 :: 코딩 공부 일지 (tistory.com)

[CS 지식] 메모리 구조

https://gabrieletolomei.wordpress.com/miscellanea/operating-systems/in-memory-layout

In-Memory Layout of a Program (Process)

[OS] 프로세스 메모리 구조 (코드, 데이터, 스텍, 힙) (tistory.com)

[OS] 프로세스 메모리 구조 (코드, 데이터, 스텍, 힙)