代码运行过程详解了解堆栈的运作

灰太狼 2022-02-24 15:49 453阅读 0赞

代码运行模型

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代码段 ：是一块内存，只读的，存放编译好的代码指令。

数据段：用来存放全局变量的，但我们第定义一个全局变量数据段就会开出一块内存空间。

堆 ：用作动态内存分配。

栈 ：用来存放局部变量，和参数。

CPU :核心处理器 用指令寄存器（指令指针）读取一条机器指令到cpu,执行完后在读取下一条指令，cpu会根据每一条指令去操作这些内存。

**代码段 ：**

*  编译器把C语言代码编译成二进制的指令代码（我们编译器编译成的.exe文件）;
 *  程序运行的时候把二进制代码加载到代码段;
 *  代码段只读，不可改写,这样为了安全;
 *  CPU有一个指令指针，指向当前执行的指令;
 *  CPU执行完一条指令后，在移动指令指针到下一个位置;
 *  指令条件跳转;
 *  指令循环跳转;
 *  函数调用跳转, 函数返回跳转, 参数传递

**数据段**

*  每个进程运行程序的时候都会分配一个数据段;
 *  数据段存放这个程序中所有的全局变量并为它分配好内存;
 *  内存一旦分配好，再也不能增加也不能减少;

**堆（动态内存）**

*  动态内存：调用操作系统的函数，操作系统会从一个特定的区域里面来分配出一个内存给用户使用，使用完了以后再把这个内存释放；这个特定的区域被称为 堆。

**栈**

*  操作系统会为每个进程分配一个栈;
 *  栈的大小有限，而且大小不大，所以不要在栈上分配大规模的内存块;
 *  栈底指针是往下拨动，内存就分配出来,往上拨动，内存回收;
 *  局部变量与函数的参数内存都分配在栈上;

int Sum(int a,int b)
    {
        int c;
        c = a + b;
        retun c
    }
    
    int main(int argc, char** argv)
    {
    	int a = 2;   // 定义了一个局部变量a
    	int b = 3;   // 定义了一个局部变量b
    	int num = 0;
    
        num = Sum(a,b);
    
    	system("pause");
    	return 0;
    }

如上代码为例子

但代码一开始执行到

代码指令 —> int a = 2; 的时候会在栈上面分配一个四个字节的空间 a = 3; 并且指针指向该内存上

代码指令 —> int b = 3; 的时候会在栈上面分配一个四个字节的空间 b = 4; 并且指针指向该内存上

代码指令 —> int num = 0; 的时候会在栈上面分配一个四个字节的空间 c = 0; 并且指针指向该内存上

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接来来调用 函数 Sum

**函数调用过程：**

1.  分配我们的参数的内存，从参数的右边到左边
2.  将参数对应的内存做到数据初始化；
3.  将我们的下一条指令的位置，保存在栈里面；
4.  保存一下，我们栈顶在调用函数之前的地址；
5.  把指令指针拨动到调用函数的地方；

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**函数返回**

1.  回收这个函数里面的局部变量，将我们的栈顶拨回到我们没用调用函数前的地方（回收栈内存）
2.  将我们的指令指针拨回我们保存的下一条语句要执行的地方；
3.  保存我们的返回值到一个地方（EAX寄存器等）；

![20190404172833620.png][]

动态内存（堆）

malloc:操作系统的系统调用，从堆上分配指定的内存大小

free 操作系统的系统调用，从堆上释放一块内存

int main(int argc, char** argv)
    {
    	// malloc 是调用操作系统的接口，然后从“堆”上分配出内存空间
    	// 向这个函数制定要的内存大小
    
    	/*
    		向操作系统 从堆上请求一块存放100 个 int 数据的内存块
    		malloc返回的是这块内存的起始地址
    		指针变量是用来存放地址数据的变量
    	*/
    	int* p = malloc(100 * sizeof(int));
    
    	system("pause");
    	return 0;
    }

执行 int\* p = malloc(100 \* sizeof(int));

![20190404180515297.png][]

执行 free(p);

![20190404180545495.png][]

如果，没有 free(p) 释放该段内存，就算你不用p这段数据了，计算机还是将这段内存当作是不可用的内存，如果一直申请内存块而没有释放内存的话就会造成内存泄漏，计算机将再也分配不出内存空间， 程序就会挂掉。

个人见解，如有错误欢迎指出

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