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在我对后台发生的事情进行实验后，我对堆栈内存组织非常好奇，并且显然看到它与我从书本上获得的微小知识相匹配。只是想检查一下我的理解是否正确。

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;
};

程序的输出如下图所示，main 的局部变量 i 完全位于不相关的位置。integer 是一种值类型，但使用 char * 本地指针再次检查它并获得类似的结果。

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

我主要了解代码和变量被分配到不同的内存段（代码段/数据段）。所以基本上可以说调用堆栈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吗？

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一开始有一点警告：所有这些答案都受到操作系统和硬件架构的影响。Windows 所做的事情与类 UNIX 语言、实时操作系统和旧的小型系统 UNIX 完全不同。

但正如@Richie 和@Paul 所说，基本答案是“是的”。当您的编译器和链接器处理完代码时，它在 UNIX 中被分解为所谓的“文本”和“数据”段。一个文本段包含指令和一些静态数据；数据段包含数据。

然后为堆栈和堆空间分配一大块数据段。其他块可以分配给静态或外部数据结构之类的东西。

所以是的，当程序运行时，程序计数器正忙于从与数据不同的段中获取指令。现在我们进入一些架构依赖关系，但一般来说，如果你有分段内存，你的指令的构造方式是从段中获取一个字节尽可能高效，在旧的 360 架构中，它们有基址寄存器，在 x86随着地址空间从旧的 8080 到现代处理器，有一堆头发变长了，但是所有指令都经过非常仔细的优化，因为正如您可以想象的那样，获取指令及其操作数的使用非常密集。

现在我们使用虚拟内存和内存管理单元来了解更现代的架构。现在机器有了特定的硬件，让程序将地址空间视为一个大的平坦地址范围；各个段只需放置在该位虚拟地址空间中。MMU 的工作是获取一个虚拟地址并将其转换为一个物理地址，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 硬件经过高度优化，但这并不意味着没有相关的性能成本。但是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。

于 2009-04-29T15:39:49.980 回答
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是的，完全正确。代码和数据存在于内存的不同部分，具有不同的权限。堆栈保存参数、返回地址和本地（“自动”）变量，并与数据一起存在。

于 2009-04-29T14:38:39.423 回答
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是的。

想象一下，你的代码存储器是 ROM，而你的数据存储器是 RAM（一种常见的小芯片架构）。然后你看到堆栈必须在数据存储器中。

于 2009-04-29T14:47:23.273 回答
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您的程序表现出未定义的行为，具体是因为：

  • 您没有包含<stdio.h>或<cstdio>取决于您将代码编译为的语言
  • printf并且所有可变参数函数都没有能力对其参数进行类型检查。因此，您必须传递正确键入的参数。你真的应该这样做：
  • system()范围内没有声明。包括<stdlib.h>或<cstdlib>视情况而定。

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：

  • 的定义void foo()不是 C 中的原型，而是 C++ 中的。但是，如果您要编写void foo(void) ，您将获得两种语言的原型。
  • system()是依赖于实现的——你的代码在不同平台上的行为可能不符合预期。

语言本身（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。这些是由它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，以公平地了解它们的作用。

于 2009-04-29T15:44:32.263 回答
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好吧，我可以代表 SPARC：

是的。运行程序时，程序会被读取两次（至少在 SPARC 中）。程序被加载到内存中，然后任何数组/堆栈分配都会被加载。在程序的第二遍中，堆栈被分配到单独的内存中。

我不确定基于 CISC 的处理器，但我怀疑它变化不大。

于 2009-04-29T15:46:33.020 回答