메모리
프로그램 실행 순서
위 그림과 같이, 프로그램이 실행되기 위해서는 운영체제(OS)가 프로그램의 정보를 메모리에 로드 해야 한다.
또한 프로그램이 실행되는 동안 CPU가 코드를 처리하기 위해서는, 메모리가 명령어와 데이터들을 저장해야 한다.
메모리 공간
이렇게 프로그램이 운영체제(OS)로 부터 할당받는 대표적인 메모리 공간은 코드(code) 영역, 데이터(data) 영역, 힙(heap) 영역, 스택(stack) 영역으로 구성되어 있다.
코드(code) 영역
코드 영역은 실행할 프로그램의 코드가 저장되는 영역이다.
텍스트 영역이라고 부르기도 한다.
CPU는 코드 영역에 저장된 명령을 하나씩 가져가서 처리하게 된다.
프로그램이 시작하고 종료될 때 까지 메모리에 계속 남아있는다.
데이터(data) 영역
데이터 영역은 프로그램의 전역 변수와 정적(static) 변수가 저장되는 영역이다.
프로그램의 시작과 함께 할당되며 프로그램이 종료되면 소멸한다.
힙(heap) 영역
힙 영역과 스택 영역
힙 영역은 프로그래머가 직접 공간을 할당, 해제하는 메모리 공간이다.
힙 영역에서 malloc() 또는 new 연산자를 통해 메모리를 할당하고, free() 또는 delete 연산자를 통해 메모리를 해제한다.
힙 영역은 선입선출(FIFO, First-In First-Out)의 방식으로, 가장 먼저 들어온 데이터가 가장 먼저 인출 된다.
이는 힙 영역이 메모리의 낮은 주소에서 높은 주소의 방향으로 할당되기 떄문이다.
위의 그림으로 설명하면, 위(낮은 주소)부터 차곡차곡 아래(높은 주소) 방향으로 데이터가 쌓인다고 생각하면 된다.
스택(stack) 영역
힙 영역과 스택 영역
스택 영역은 프로그램이 자동으로 사용하는 임시 메모리 영역이다.
함수 호출 시 생성되는 지역 변수와 매개 변수가 저장되는 영역이고, 함수 호출이 완료되면 사라진다.
이때 스택 영역에 저장되는 함수의 호출 정보를 스택 프레임(stack frame) 이라고 한다.
스택 영역에서 푸시(push) 로 데이터를 저장하고, 팝(pop) 으로 데이터를 인출한다.
스택 영역은 후입 선출(LIFO, Last-In First-Out) 의 방식으로, 가장 나중에 들어온 데이터가 가장 먼저 인출 된다.
이는 스택 영역이 메모리의 높은 주소에서 낮은 주소의 방향으로 할당 되기 때문이다.
위의 그림으로 설명하면, 가장 아래(높은 주소)부터 차곡차곡 위(낮은 주소)의 방향으로 데이터가 쌓인다고 생각하면 된다.
오버 플로우
힙 오버 플로우와 스택 오버 플로우
오버 플로우란 영어로 넘쳐흐른다는 뜻 이다.
말 그대로, 한정된 메모리 공간이 부족하여 메모리 안에 있는 데이터가 넘쳐 흐르는 현상이다.
오버 플로우의 종류 중에 힙 오버 플로우와 스택 오버 플로우가 있다.
힙은 메모리 위쪽 주소부터 할당되고, 스택은 메모리 아래쪽 주소부터 할당되기 때문에 각 영역이 상대 공간을 침범하는 일이 발생할 수 있다.
이때 힙이 스택을 침범하는 경우를 힙 오버 플로우라 하고, 스택이 힙을 침범하는 경우를 스택 오버 플로우라고 한다.
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