Question

我试图理解C如何在堆栈上分配内存。我一直认为堆栈上的变量可以描述为结构成员变量，它们占用堆栈中连续的，连续的字节块。为了帮助说明这个问题我在某个地方找到了，我创建了这个小程序来重现这个现象。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

void function(int  *i) {
    int *_prev_int =  (int *) ((long unsigned int) i -  sizeof(int))  ;
    printf("%d\n", *_prev_int );    
}

void main(void) 
{
    int x = 152;
    int y = 234;
    function(&y);
}

看看我在做什么？假设sizeof(int)为4：我在传递的指针后面看了4个字节，因为它会读取调用者中int y之前的4个字节叠加。

它没有打印152.奇怪的是当我看下4个字节时：

int *_prev_int =  (int *) ((long unsigned int) i +  sizeof(int))  ;

现在它可以工作，在调用者堆栈中打印x内的任何内容。为什么x的地址低于y？堆栈变量是否颠倒存储？

Answer 1

堆栈组织完全未指定，并且特定于实现。实际上，它取决于很多编译器（甚至是它的版本）和优化标志。

有些变量甚至不在堆栈上（例如，因为它们只是保存在某些寄存器中，或者因为编译器通过内联，常量折叠等对它们进行优化 - 例如..）。

顺便说一句，你可以有一些假设的C实现，它不使用任何堆栈（即使我不能命名这样的实现）。

要了解有关堆栈的更多信息：

在call stacks，tail calls，threads以及continuations
熟悉您的计算机architecture＆amp; instruction set（例如x86）＆amp; ABI，然后......
请您的编译器显示汇编代码和/或一些中间编译器表示。如果使用GCC，请使用gcc -S -fverbose-asm编译一些简单代码（在编译foo.s时获取汇编代码foo.c）并尝试多个优化级别（至少-O0， -O1，-O2 ....）另请尝试-fdump-tree-all选项（它会转储数百个显示源代码编译器内部表示的文件）。请注意，GCC还提供return address builtins
阅读Appel关于garbage collection can be faster than stack allocation的旧论文，并了解garbage collection技术（因为他们经常需要检查并可能更改调用堆栈帧内的一些指针）。要了解有关GC的更多信息，请阅读GC handbook。

可悲的是，我不知道在语言级别可以访问调用堆栈的低级语言（如C，D，Rust，C ++，Go，...）。这就是为C编写垃圾收集器很困难的原因（因为GC-s需要扫描调用堆栈指针）......但是请参阅Boehm's conservative GC以获得非常实用和实用的解决方案。

Answer 2

现在几乎所有的处理器架构都支持堆栈操作指令（例如ARM中的LDM，STM指令）。编译器借助那些实现堆栈。在大多数情况下，当数据被压入堆栈时，堆栈指针会从堆栈中减少（向下增长）和递增数据。

因此，它取决于处理器架构和编译器如何实现堆栈。

Answer 3

取决于编译器和平台。只要由程序一致地完成同一件事（在这种情况下，是编译器翻译为程序集，即机器代码），并且平台支持该程序（好的编译器会尝试优化程序集以获得“最大的效果”），则可以用多种方法完成同一件事。 ”）。

一个很好的资料，可以深入了解c的幕后知识，编译程序时会发生什么以及为什么会发生，这是一本免费的书，逆向工程入门（理解汇编语言）。丹尼斯·尤里切夫（Dennis Yurichev），the latest version can be found at his site。

C堆栈变量是否反向存储？

3 个答案: