程序的加载过程

概览

在讨论内存管理之前，我们必须先了解一件事：C++ 程序是如何进入内存并开始运行的。
这不仅是操作系统与编译器的协作过程，也是理解内存布局的前提。

一个 C++ 程序从源文件到开始执行，大致要经历以下阶段：

1. 从源代码到可执行文件

C++ 代码并不是直接就能运行的。它首先要经过 编译(Compile) 和 链接(Link) 两个关键阶段，生成操作系统可识别的可执行文件。这里我们就不再详细介绍了，可以查看 编译过程 查看具体内容；

2. 操作系统加载程序

当你在命令行输入：

./program

操作系统会调用 装载器(Loader) 将可执行文件装入内存，主要步骤如下：

1. 创建进程
   • 分配进程控制块(PCB)
   • 初始化进程的虚拟地址空间
2. 读取可执行文件头
   • 检查文件格式（ELF、PE 等）
   • 解析各个段（.text、.data、.bss）的地址与大小
3. 映射代码和数据
   • 将代码段映射为只读可执行
   • 将数据段映射为可读写
4. 分配运行所需的内存区域
   • 分配堆（Heap）和栈（Stack）空间
   • 设置内存映射区域（动态库、文件映射等）
5. 运行时初始化
   • 调用 C++ 运行时库（CRT）完成：
     • 全局/静态变量初始化
     • 构造全局对象
   • 最后调用 main() 函数开始执行