Question

在我对后台正在进行的实验进行实验后，我对堆栈内存组织非常好奇，显然它与我从书本中获得的微小知识相匹配。只是想检查我所理解的是否正确。

我有一个基本程序 - 有2个函数，第一个是foo，另一个是main（入口点）。

void foo(){
    // do something here or dont
}

int main(){

    int i = 0;

    printf("%p %p %p\n",foo, &i, main);

    system("PAUSE");
    return EXIT_SUCCESS;
};

程序的输出如下所示，main的局部变量i完全位于不相关的位置。 integer是一个值类型，但是使用char本地的char *指针再次检查它并获得类似的结果。

00401390 0022FF44 00401396
Press any key to continue . . .

我主要理解代码和变量被分配到不同的内存段（代码段/数据段）。所以基本上说调用堆栈是否会折叠有关函数执行的基本信息（它们的局部变量，参数，返回点）并将它们保存在数据段中是正确的吗？

Answer 1

一开始有点需要注意：所有这些答案都受到操作系统和硬件架构的影响。 Windows与UNIX类语言，实时操作系统和旧的小型系统UNIX完全不同。

但@Richie和@Paul所说的基本答案是“是的”。当您的编译器和链接器完成代码时，它会被分解为UNIX中所谓的“文本”和“数据”段。 文本段包含指令和某些静态数据;数据段包含数据。

然后为堆栈和堆空间分配大块数据段。其他块可以分配给静态或外部数据结构等。

所以是的，当程序运行时，程序计数器正忙着从数据的不同段获取指令。现在我们进入一些体系结构依赖关系，但一般来说如果你有分段内存，你的指令就是这样构造的，即从段中获取一个字节尽可能高效。在旧的360体系结构中，它们有基址寄存器，在x86中有一堆头发随着地址空间变为旧8080到现代处理器而增长，但是所有指令都经过了非常仔细的优化，因为正如您可以想象的那样，获取指令及其操作数非常密集使用。

现在我们开始使用虚拟内存和内存管理单元的更现代的架构。现在机器有特定的硬件，让程序将地址空间视为一个大的平坦地址范围;各个段只是放在那个位虚拟地址空间中。 MMU的工作是获取一个虚拟地址并将其转换为物理地址，包括如果该虚拟地址目前根本不在物理内存中该怎么办。同样，MMU硬件经过了大量优化，但这并不意味着没有性能成本相关联。但随着处理器变得越来越快，程序越来越大，它变得越来越不重要了。

Answer 2

是的，这是完全正确的。代码和数据存在于内存的不同部分，具有不同的权限。堆栈包含参数，返回地址和本地（“自动”）变量，并与数据一起生效。

Answer 3

是

想象一下，您的代码存储器是ROM，而您的数据存储器是RAM（一种常见的小型芯片架构）。然后你会看到堆栈必须在数据存储器中。

Answer 4

您的程序显示未定义的行为，特别是因为：

您未能包含<stdio.h>或<cstdio>，具体取决于您编写代码的语言
printf并且所有变量参数函数都没有能力对其参数进行类型检查。因此，您必须传递正确的类型参数。你真的应该这样做：
system()在范围内没有声明。视情况而定包括<stdlib.h>或<cstdlib>。

将您的代码编写为：

   #include <stdio.h>

   int main() {
      /* ... */
      printf("%p %p %p\n", (void *)foo, (void *)&i, (void *)main);
      /* ... */
   }

另请注意：

void foo()的定义不是C中的原型，而是C ++中的原型。但是，如果您要写void foo(void)，您将获得两种语言的原型。
system()依赖于实现 - 您的代码可能无法跨平台运行。

适当的语言（C或C ++）对如何组织内存没有任何限制。它甚至没有堆栈或堆的概念。这些是由他们认为合适的实现定义的。理想情况下，您应该查阅实现提供的文档，以便对其工作有一个全面的了解。

Answer 5

好吧，我可以代表SPARC：

是。运行程序时，程序将被读取两次（至少在SPARC中）。程序被加载到内存中，然后加载任何数组/堆栈分配。在第二次通过程序时，堆栈被分配到单独的内存中。

我不确定基于CISC的处理器，但我怀疑它没有太大变化。

运行时堆栈是否保存在内存的数据段中？

5 个答案: