👩🏻‍💻TIL11. C : 메모리 할당, 메모리 구조

이 글은 Boostcourse 모두를 위한 컴퓨터 과학을 수강하고 작성되었습니다.

🐱‍🚀 메모리 할당과 해제

포인터를 생성하면, 해당 포인터가 가리킬 메모리를 할당해주어야한다. 그리고 메모리 할당 후에는 메모리 용량 낭비가 되지 않도록 꼭 해제를 해주어야한다. 해제를 하지 않으면 메모리 누수가 발생하게 되고 쓰레기값이 생기게 되어 비효율적이다.

메모리 할당에는 malloc함수를, 메모리 해제에는 free함수를 사용한다. 후에 메모리구조에서 살펴보겠지만, 전역변수, 정적변수 나 지역변수는 컴파일시 할당될 메모리의 크기가 정해진다. 반면에 malloc함수로 할당하는 메모리는 실행중에 정해지고 또한 해제되기도 하기 때문에, 런타임에 malloc으로 메모리를 할당 받는 것을 동적할당이라한다.

char *t = malloc(5);

괄호 안에 할당받을 메모리의 크기를 쓰며, 따라서 t는 5byte의 char타입 자료를 가리키는 포인터가 된다. malloc은 할당한 메모리의 첫 바이트 주소를 돌려준다.

free(t);

free함수는 할당되었던 메모리를 다시 반환한다.

추가로 valgrind 명령어로 메모리누수 에러를 찾을 수 있다.

🐱‍🚀 메모리 구조

프로그램이 실행되기 위해선 프로그램이 메모리에 로드되어야한다. 운영체제는 프로그램 실행을 위해 메모리 공간을 제공한다. 프로그램이 운영체제에 의해 할당받은 메모리 영역은 4가지(CODE, DATA, HEAP, STACK) 로 구분된다.

1. CODE 영역

실행할 프로그램의 바이너리코드가 저장된다.

2. DATA 영역

프로그램의 전역변수와 정적변수가 저장된다. 프로그램의 시작과 동시에 할당되며, 프로그램이 종료되면 소멸한다. 데이터 영역과 스택영역은 컴파일시 할당될 메모리의 크기가 결정된다.

3. HEAP 영역

런타임에 사용자가 malloc으로 동적할당한 메모리는 HEAP영역에 저장된다. HEAP영역은 메모리의 낮은주소에서 높은 주소 방향으로 할당된다.

4. STACK 영역

함수의 호출과 관계된 지역변수와 매개변수가 저장되는 영역이다. 스택영역에 저장되는 함수의 호출과 관련된 정보들을 스택프레임(stack frame)이라 한다. 함수의 호출이 종료되면 저장된 정보들은 함께 소멸하게 된다.

** stack overflow
함수의 재귀호출의 반복에 의해 스택프레임이 스택영역을 넘어가서 저장되는 경우를 지칭한다. C에서는 스택오버플로우가 발생하면 에러를 발생시키고 프로그램을 종료시킨다.