编译器如何为程序分配内存？

Question

假设我在C中编写程序，如：

Code: [1 global var, main(with local vars), 3 functions(with local vars)]

鉴于将在堆栈帧上进行函数调用，编译器如何一眼就知道要分配多少内存？

编译器是否出错并且程序出现内存不足错误？或者编译器是否总是分配精确或额外的内存？

它是否与OS协调？还是自己做出决定？操作系统是否介入？

修改：我找到了一个很有帮助的答案：https://stackoverflow.com/a/19102036/5324086

Answer 1

• 全局变量最终位于.data或.bss。
• main和函数最终在程序存储器中，通常称为.text。
• 计算堆栈使用量绝不是编译器的责任。它所做的只是创建将变量推送/弹出到堆栈的函数，但它不会为您计算某些最坏情况。但是，编译器可以通过使用CPU寄存器或函数内联来优化代码，从而尽量减少堆栈使用。

  

鉴于将在堆栈帧上进行函数调用，编译器如何一眼就知道要分配多少内存？

它不知道。堆栈分配在运行时完成，程序员有责任确保程序不会耗尽堆栈内存。

  

编译器是否出错并且程序出现内存不足错误？或者编译器是否总是分配精确或额外的内存？

在您的示例中，所有编译器分配的是全局变量的内存，该变量最终位于data / bss段而不是堆栈中。编译器/链接器知道它可以为data / bss使用多少RAM，并希望在你耗尽内存时告诉你。

Answer 2

通常应该注意三个内存位置。

数据段（和BSS段），全局变量和静态变量所在的位置。编译器可以在编译时知道所有全局变量和静态变量的大小，并告诉加载程序在程序启动时分配内存。如果内存不足，程序将无法启动。

堆。使用malloc和类似函数的分配使用此段。如果内存不足，标准库会尝试增长，如果失败，malloc会返回NULL指针。

堆栈。调用函数时，会在此处分配局部变量和参数的空间，并在函数返回时取消分配。如果没有足够的内存，它会增长到最大大小（通常是可配置的）。如果它不能增长或达到最大值，则抛出Stack Overflow异常或信号（Unix上的SIGSEGV）。

编辑：当然，程序指令在其他段（文本）中，并且它的大小在编译时也是已知的，如数据段。