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  • C++的栈空间和堆空间

    https://www.csdn.net/gather_2b/NtDaIg5sMTktYmxvZwO0O0OO0O0O.html

    一直都把堆栈放一起,所以很多人会误以为他们的组合是一个词语,就像“衣服”一样简单,其实不然,今天在下就将最近学习总结的一些与大家分享。 
         一个由C/C++编译的程序占用的内存分为以下几个部分:
          1、栈区(stack):由编译器自动分配释放,存放函数的参数值,局部变量的值等,其操作方式类似于数据结构的栈。
          2、堆区(heap):一般是由程序员分配释放,若程序员不释放的话,程序结束时可能由OS回收,值得注意的是他与数据结构的堆是两回事,分配方式倒是类似于数据结构的链表。
         3、全局区(static):也叫静态数据内存空间,存储全局变量和静态变量,全局变量和静态变量的存储是放一块的,初始化的全局变量和静态变量放一块区域,没有初始化的在相邻的另一块区域,程序结束后由系统释放。
        4、文字常量区:常量字符串就是放在这里,程序结束后由系统释放。
        5、程序代码区:存放函数体的二进制代码。
        堆和栈的区别:
          一、由以上综述就可以得知,他们程序的内存分配方式不同。
          二、申请和响应不同:
         1、申请方式:stack由系统自动分配,heap需要程序员自己申请,C中用函数malloc分配空间,用free释放,C++用new分配,用delete释放。
         2、申请后系统的响应:
          栈:只要栈的剩余空间大于所申请的空间,体统将为程序提供内存,否则将报异常提示栈溢出。
          堆:首先应该知道操作系统有一个记录内存地址的链表,当系统收到程序的申请时,会遍历该链表,寻找第一个空间大于所申请的空间的堆结点,然后将该结点从空闲结点链表中删除,并将该结点的空间分配给程序。另外,对于大多数系统,会在这块内存空间中的首地址处记录本次分配的大小,这样代码中的delete或free语句就能够正确的释放本内存空间。另外,由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请的大小,系统会将多余的那部分重新放入空闲链表中。
         三、 申请的大小限制不同:
         栈:在windows下,栈是向低地址扩展的数据结构,是一块连续的内存区域,栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的,能从栈获得的空间较小。
        堆:堆是向高地址扩展的数据结构,是不连续的内存区域,这是由于系统是由链表在存储空闲内存地址,自然堆就是不连续的内存区域,且链表的遍历也是从低地址向高地址遍历的,堆得大小受限于计算机系统的有效虚拟内存空间,由此空间,堆获得的空间比较灵活,也比较大。
         四、申请的效率不同:
         栈:栈由系统自动分配,速度快,但是程序员无法控制。
         堆:堆是有程序员自己分配,速度较慢,容易产生碎片,不过用起来方便。
         五、堆和栈的存储内容不同:
         栈:在函数调用时,第一个进栈的是主函数中函数调用后的下一条指令的地址,然后是函数的各个参数,在大多数的C编译器中,参数是从右往左入栈的,当本次函数调用结束后,局部变量先出栈,然后是参数,最后栈顶指针指向最开始存的地址,也就是主函数中的下一条指令。
         堆:一般是在堆得头部用一个字节存放堆得大小,具体内容由程序员安排。
     
    2017-09-20 11:36:42 capecape 阅读数 913

    【转载】http://www.cppblog.com/oosky/archive/2006/01/21/2958.html
    非本人作也!因非常经典,所以收归旗下,与众人阅之!原作者不祥!


    一直对堆栈空间的存储问题不是很理解,这个众人皆评论很经典,先转载过来慢慢看,原文排版太乱,有空再把原文排版修改一下。


    一、预备知识—程序的内存分配

    1.1 一个由c/C++编译的程序占用的内存分为以下几个部分:

    1. 栈区(stack) —  由编译器自动分配释放 ,存放函数的参数值,局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。

    2. 堆区(heap)  —  一般由程序员分配释放, 若程序员不释放,程序结束时可能由OS回收 。注意它与数据结构中的堆是两回事,分配方式倒是类似于链表,呵呵。

    3. 全局区(静态区)(static) — 全局变量和静态变量的存储是放在一块的,初始化的全局变量和静态变量在一块区域, 未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。程序结束后有系统释放

    4. 文字常量区 — 常量字符串就是放在这里的。 程序结束后由系统释放

    5. 程序代码区 — 存放函数体的二进制代码。

    1.2 例子程序

    这是一个前辈写的,非常详细 :

    //main.cpp 
    int a = 0;      //全局初始化区 
    char *p1;       //全局未初始化区 
    main() 
    { 
    int b;              //栈 
    char s[] = "abc";   //栈 
    char *p2;           //栈 
    char *p3 = "123456";    //123456在常量区,p3在栈上。 
    static int c =0;        //全局(静态)初始化区 
    p1 = (char *)malloc(10); 
    p2 = (char *)malloc(20); 
    //分配得来得10和20字节的区域就在堆区。 
    strcpy(p1, "123456");  //123456放在常量区,编译器可能会将它与p1所指向的"123456"优化成一个地方。 
    } 

    二、堆和栈的理论知识

    2.1 申请方式

    • stack:

        由系统自动分配。 例如,声明在函数中一个局部变量 int b; 系统自动在栈中为b开辟空间 
      
    • heap:

        需要程序员自己申请,并指明大小,在c中malloc函数 
        如p1 = (char *)malloc(10); 
      
        在C++中用new运算符 
        如p2 = (char *)malloc(10); 
        但是注意p1、p2本身是在栈中的。 
      

    2.2 申请后系统的响应

    • 栈:只要栈的剩余空间大于所申请空间,系统将为程序提供内存,否则将报异常提示栈溢出。

    • 堆:首先应该知道操作系统有一个记录空闲内存地址的链表,当系统收到程序的申请时, 会遍历该链表,寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点,然后将该结点从空闲结点链表中删除,并将该结点的空间分配给程序,另外,对于大多数系统,会在这块内存空间中的首地址处记录本次分配的大小,这样,代码中的delete语句才能正确的释放本内存空间。另外,由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请的大小,系统会自动的将多余的那部分重新放入空闲链表中。

    2.3申请大小的限制

    • 栈:在Windows下,栈是向低地址扩展的数据结构,是一块连续的内存的区域。这句话的意思是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的,在WINDOWS下,栈的大小是2M(也有的说是1M,总之是一个编译时就确定的常数),如果申请的空间超过栈的剩余空间时,将提示overflow。因此,能从栈获得的空间较小。

    • 堆:堆是向高地址扩展的数据结构,是不连续的内存区域。这是由于系统是用链表来存储的空闲内存地址的,自然是不连续的,而链表的遍历方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存。由此可见,堆获得的空间比较灵活,也比较大。

    2.4申请效率的比较:

    • 栈:由系统自动分配,速度较快。但程序员是无法控制的。

    • 堆:是由new分配的内存,一般速度比较慢,而且容易产生内存碎片,不过用起来最方便。另外,在WINDOWS下,最好的方式是用VirtualAlloc分配内存,他不是在堆,也不是在栈是直接在进程的地址空间中保留一快内存,虽然用起来最不方便。但是速度快,也最灵活。

    2.5堆和栈中的存储内容

    • 栈: 在函数调用时,第一个进栈的是主函数中后的下一条指令(函数调用语句的下一条可执行语句)的地址,然后是函数的各个参数,在大多数的C编译器中,参数是由右往左入栈的,然后是函数中的局部变量。注意静态变量是不入栈的。
      当本次函数调用结束后,局部变量先出栈,然后是参数,最后栈顶指针指向最开始存的地址,也就是主函数中的下一条指令,程序由该点继续运行。

    • 堆:一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。堆中的具体内容有程序员安排。

    2.6存取效率的比较

    char s1[] = "aaaaaaaaaaaaaaa"; 
    char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb"; 
    //aaaaaaaaaaa是在运行时刻赋值的; 
    //而bbbbbbbbbbb是在编译时就确定的; 
    //但是,在以后的存取中,在栈上的数组比指针所指向的字符串(例如堆)快。 
    //比如: 
    #include 
    void main() 
    { 
    char a = 1; 
    char c[] = "1234567890"; 
    char *p ="1234567890"; 
    a = c[1]; 
    a = p[1]; 
    return; 
    } 
    //对应的汇编代码 
    10: a = c[1]; 
    00401067 8A 4D F1 mov cl,byte ptr [ebp-0Fh] 
    0040106A 88 4D FC mov byte ptr [ebp-4],cl 
    11: a = p[1]; 
    0040106D 8B 55 EC mov edx,dword ptr [ebp-14h] 
    00401070 8A 42 01 mov al,byte ptr [edx+1] 
    00401073 88 45 FC mov byte ptr [ebp-4],al 
    //第一种在读取时直接就把字符串中的元素读到寄存器cl中,而第二种则要先把指针值读到edx中,在根据edx读取字符,显然慢了。

    2.7小结:

    堆和栈的区别可以用如下的比喻来看出:

    使用栈就象我们去饭馆里吃饭,只管点菜(发出申请)、付钱、和吃(使用),吃饱了就走,不必理会切菜、洗菜等准备工作和洗碗、刷锅等扫尾工作,他的好处是快捷,但是自由度小。

    使用堆就象是自己动手做喜欢吃的菜肴,比较麻烦,但是比较符合自己的口味,而且自由度大。


    windows进程中的内存结构

    在阅读本文之前,如果你连堆栈是什么多不知道的话,请先阅读文章后面的基础知识。

    接触过编程的人都知道,高级语言都能通过变量名来访问内存中的数据。那么这些变量在内存中是如何存放的呢?程序又是如何使用这些变量的呢?下面就会对此进行深入的讨论。下文中的C语言代码如没有特别声明,默认都使用VC编译的release版。

    首先,来了解一下 C 语言的变量是如何在内存分部的。C 语言有全局变量(Global)、本地变量(Local),静态变量(Static)、寄存器变量(Regeister)。每种变量都有不同的分配方式。先来看下面这段代码:

    #include <stdio.h> 
    
    int g1=0, g2=0, g3=0; 
    
    int main() 
    { 
    static int s1=0, s2=0, s3=0; 
    int v1=0, v2=0, v3=0; 
    
    //打印出各个变量的内存地址 
    
    printf("0x%08x
    ",&v1); //打印各本地变量的内存地址 
    printf("0x%08x
    ",&v2); 
    printf("0x%08x
    
    ",&v3); 
    printf("0x%08x
    ",&g1); //打印各全局变量的内存地址 
    printf("0x%08x
    ",&g2); 
    printf("0x%08x
    
    ",&g3); 
    printf("0x%08x
    ",&s1); //打印各静态变量的内存地址 
    printf("0x%08x
    ",&s2); 
    printf("0x%08x
    
    ",&s3); 
    return 0; 
    } 
    
    //编译后的执行结果是: 
    
    0x0012ff78 
    0x0012ff7c 
    0x0012ff80 
    
    0x004068d0 
    0x004068d4 
    0x004068d8 
    
    0x004068dc 
    0x004068e0 
    0x004068e4 

    输出的结果就是变量的内存地址。其中v1,v2,v3是本地变量,g1,g2,g3是全局变量,s1,s2,s3是静态变量。你可以看到这些变量在内存是连续分布的,但是本地变量和全局变量分配的内存地址差了十万八千里,而全局变量和静态变量分配的内存是连续的。这是因为本地变量和全局/静态变量是分配在不同类型的内存区域中的结果。对于一个进程的内存空间而言,可以在逻辑上分成3个部份:代码区,静态数据区和动态数据区。动态数据区一般就是“堆栈”。“栈(stack)”和“堆(heap)”是两种不同的动态数据区,栈是一种线性结构,堆是一种链式结构。进程的每个线程都有私有的“栈”,所以每个线程虽然代码一样,但本地变量的数据都是互不干扰。一个堆栈可以通过“基地址”和“栈顶”地址来描述。全局变量和静态变量分配在静态数据区,本地变量分配在动态数据区,即堆栈中。程序通过堆栈的基地址和偏移量来访问本地变量。 


    ├———————┤低端内存区域 
    │ …… │ 
    ├———————┤ 
    │ 动态数据区 │ 
    ├———————┤ 
    │ …… │ 
    ├———————┤ 
    │ 代码区 │ 
    ├———————┤ 
    │ 静态数据区 │ 
    ├———————┤ 
    │ …… │ 
    ├———————┤高端内存区域 


    堆栈是一个先进后出的数据结构,栈顶地址总是小于等于栈的基地址。我们可以先了解一下函数调用的过程,以便对堆栈在程序中的作用有更深入的了解。不同的语言有不同的函数调用规定,这些因素有参数的压入规则和堆栈的平衡。windows API的调用规则和ANSI C的函数调用规则是不一样的,前者由被调函数调整堆栈,后者由调用者调整堆栈。两者通过“__stdcall”和“__cdecl”前缀区分。先看下面这段代码: 

    #include <stdio.h> 
    
    void __stdcall func(int param1,int param2,int param3) 
    { 
    int var1=param1; 
    int var2=param2; 
    int var3=param3; 
    printf("0x%08x
    ",¶m1); //打印出各个变量的内存地址 
    printf("0x%08x
    ",¶m2); 
    printf("0x%08x
    
    ",¶m3); 
    printf("0x%08x
    ",&var1); 
    printf("0x%08x
    ",&var2); 
    printf("0x%08x
    
    ",&var3); 
    return; 
    } 
    
    int main() 
    { 
    func(1,2,3); 
    return 0; 
    } 
    
    //编译后的执行结果是: 
    
    0x0012ff78 
    0x0012ff7c 
    0x0012ff80 
    
    0x0012ff68 
    0x0012ff6c 
    0x0012ff70 


    ├———————┤<—函数执行时的栈顶(ESP)、低端内存区域 
    │ …… │ 
    ├———————┤ 
    │ var 1 │ 
    ├———————┤ 
    │ var 2 │ 
    ├———————┤ 
    │ var 3 │ 
    ├———————┤ 
    │ RET │ 
    ├———————┤<—“__cdecl”函数返回后的栈顶(ESP) 
    │ parameter 1 │ 
    ├———————┤ 
    │ parameter 2 │ 
    ├———————┤ 
    │ parameter 3 │ 
    ├———————┤<—“__stdcall”函数返回后的栈顶(ESP) 
    │ …… │ 
    ├———————┤<—栈底(基地址 EBP)、高端内存区域 


    上图就是函数调用过程中堆栈的样子了。首先,三个参数以从又到左的次序压入堆栈,先压“param3”,再压“param2”,最后压入“param1”;然后压入函数的返回地址(RET),接着跳转到函数地址接着执行(这里要补充一点,介绍UNIX下的缓冲溢出原理的文章中都提到在压入RET后,继续压入当前EBP,然后用当前ESP代替EBP。然而,有一篇介绍windows下函数调用的文章中说,在windows下的函数调用也有这一步骤,但根据我的实际调试,并未发现这一步,这还可以从param3和var1之间只有4字节的间隙这点看出来);第三步,将栈顶(ESP)减去一个数,为本地变量分配内存空间,上例中是减去12字节(ESP=ESP-3*4,每个int变量占用4个字节);接着就初始化本地变量的内存空间。由于“__stdcall”调用由被调函数调整堆栈,所以在函数返回前要恢复堆栈,先回收本地变量占用的内存(ESP=ESP+3*4),然后取出返回地址,填入EIP寄存器,回收先前压入参数占用的内存(ESP=ESP+3*4),继续执行调用者的代码。参见下列汇编代码: 

    ;--------------func 函数的汇编代码------------------- 
    
    :00401000 83EC0C sub esp, 0000000C //创建本地变量的内存空间 
    :00401003 8B442410 mov eax, dword ptr [esp+10] 
    :00401007 8B4C2414 mov ecx, dword ptr [esp+14] 
    :0040100B 8B542418 mov edx, dword ptr [esp+18] 
    :0040100F 89442400 mov dword ptr [esp], eax 
    :00401013 8D442410 lea eax, dword ptr [esp+10] 
    :00401017 894C2404 mov dword ptr [esp+04], ecx 
    
    ……………………(省略若干代码) 
    
    :00401075 83C43C add esp, 0000003C ;恢复堆栈,回收本地变量的内存空间 
    :00401078 C3 ret 000C ;函数返回,恢复参数占用的内存空间 
    ;如果是“__cdecl”的话,这里是“ret”,堆栈将由调用者恢复 
    
    ;-------------------函数结束------------------------- 
    
    
    ;--------------主程序调用func函数的代码-------------- 
    
    :00401080 6A03 push 00000003 //压入参数param3 
    :00401082 6A02 push 00000002 //压入参数param2 
    :00401084 6A01 push 00000001 //压入参数param1 
    :00401086 E875FFFFFF call 00401000 //调用func函数 
    ;如果是“__cdecl”的话,将在这里恢复堆栈,“add esp, 0000000C” 
    
    聪明的读者看到这里,差不多就明白缓冲溢出的原理了。先来看下面的代码: 
    
    #include <stdio.h> 
    #include <string.h> 
    
    void __stdcall func() 
    { 
    char lpBuff[8]=""; 
    strcat(lpBuff,"AAAAAAAAAAA"); 
    return; 
    } 
    
    int main() 
    { 
    func(); 
    return 0; 
    } 

    编译后执行一下回怎么样?哈,“”0x00414141”指令引用的”0x00000000”内存。该内存不能为”read”。”,“非法操作”喽!”41”就是”A”的16进制的ASCII码了,那明显就是strcat这句出的问题了。”lpBuff”的大小只有8字节,算进结尾的,那strcat最多只能写入7个”A”,但程序实际写入了11个”A”外加1个。再来看看上面那幅图,多出来的4个字节正好覆盖了RET的所在的内存空间,导致函数返回到一个错误的内存地址,执行了错误的指令。如果能精心构造这个字符串,使它分成三部分,前一部份仅仅是填充的无意义数据以达到溢出的目的,接着是一个覆盖RET的数据,紧接着是一段shellcode,那只要着个RET地址能指向这段shellcode的第一个指令,那函数返回时就能执行shellcode了。但是软件的不同版本和不同的运行环境都可能影响这段shellcode在内存中的位置,那么要构造这个RET是十分困难的。一般都在RET和shellcode之间填充大量的NOP指令,使得exploit有更强的通用性。 


    ├———————┤<—低端内存区域 
    │ …… │ 
    ├———————┤<—由exploit填入数据的开始 
    │ │ 
    │ buffer │<—填入无用的数据 
    │ │ 
    ├———————┤ 
    │ RET │<—指向shellcode,或NOP指令的范围 
    ├———————┤ 
    │ NOP │ 
    │ …… │<—填入的NOP指令,是RET可指向的范围 
    │ NOP │ 
    ├———————┤ 
    │ │ 
    │ shellcode │ 
    │ │ 
    ├———————┤<—由exploit填入数据的结束 
    │ …… │ 
    ├———————┤<—高端内存区域 


    windows下的动态数据除了可存放在栈中,还可以存放在堆中。了解C++的朋友都知道,C++可以使用new关键字来动态分配内存。来看下面的C++代码: 

    #include <stdio.h> 
    #include <iostream.h> 
    #include <windows.h> 
    
    void func() 
    { 
    char *buffer=new char[128]; 
    char bufflocal[128]; 
    static char buffstatic[128]; 
    printf("0x%08x
    ",buffer); //打印堆中变量的内存地址 
    printf("0x%08x
    ",bufflocal); //打印本地变量的内存地址 
    printf("0x%08x
    ",buffstatic); //打印静态变量的内存地址 
    } 
    
    void main() 
    { 
    func(); 
    return; 
    } 
    
    程序执行结果为: 
    
    0x004107d0 
    0x0012ff04 
    0x004068c0 

    可以发现用new关键字分配的内存即不在栈中,也不在静态数据区。VC编译器是通过windows下的“堆(heap)”来实现new关键字的内存动态分配。在讲“堆”之前,先来了解一下和“堆”有关的几个API函数: 

    HeapAlloc  在堆中申请内存空间 
    HeapCreate  创建一个新的堆对象 
    HeapDestroy  销毁一个堆对象 
    HeapFree  释放申请的内存 
    HeapWalk  枚举堆对象的所有内存块 
    GetProcessHeap  取得进程的默认堆对象 
    GetProcessHeaps  取得进程所有的堆对象 
    LocalAlloc 
    GlobalAlloc 

    当进程初始化时,系统会自动为进程创建一个默认堆,这个堆默认所占内存的大小为1M。堆对象由系统进行管理,它在内存中以链式结构存在。通过下面的代码可以通过堆动态申请内存空间: 

    HANDLE hHeap=GetProcessHeap(); 
    char *buff=HeapAlloc(hHeap,0,8); 

    其中hHeap是堆对象的句柄,buff是指向申请的内存空间的地址。那这个hHeap究竟是什么呢?它的值有什么意义吗?看看下面这段代码吧: 

    #pragma comment(linker,"/entry:main") //定义程序的入口 
    #include <windows.h> 
    
    _CRTIMP int (__cdecl *printf)(const char *, ...); //定义STL函数printf 
    /*--------------------------------------------------------------------------- 
    写到这里,我们顺便来复习一下前面所讲的知识: 
    (*注)printf函数是C语言的标准函数库中函数,VC的标准函数库由msvcrt.dll模块实现。 
    由函数定义可见,printf的参数个数是可变的,函数内部无法预先知道调用者压入的参数个数,函数只能通过分析第一个参数字符串的格式来获得压入参数的信息,由于这里参数的个数是动态的,所以必须由调用者来平衡堆栈,这里便使用了__cdecl调用规则。BTW,Windows系统的API函数基本上是__stdcall调用形式,只有一个API例外,那就是wsprintf,它使用__cdecl调用规则,同printf函数一样,这是由于它的参数个数是可变的缘故。 
    ---------------------------------------------------------------------------*/ 
    void main() 
    { 
    HANDLE hHeap=GetProcessHeap(); 
    char *buff=HeapAlloc(hHeap,0,0x10); 
    char *buff2=HeapAlloc(hHeap,0,0x10); 
    HMODULE hMsvcrt=LoadLibrary("msvcrt.dll"); 
    printf=(void *)GetProcAddress(hMsvcrt,"printf"); 
    printf("0x%08x
    ",hHeap); 
    printf("0x%08x
    ",buff); 
    printf("0x%08x
    
    ",buff2); 
    } 
    
    执行结果为: 
    
    0x00130000 
    0x00133100 
    0x00133118 

    hHeap的值怎么和那个buff的值那么接近呢?其实hHeap这个句柄就是指向HEAP首部的地址。在进程的用户区存着一个叫PEB(进程环境块)的结构,这个结构中存放着一些有关进程的重要信息,其中在PEB首地址偏移0x18处存放的ProcessHeap就是进程默认堆的地址,而偏移0x90处存放了指向进程所有堆的地址列表的指针。windows有很多API都使用进程的默认堆来存放动态数据,如windows 2000下的所有ANSI版本的函数都是在默认堆中申请内存来转换ANSI字符串到Unicode字符串的。对一个堆的访问是顺序进行的,同一时刻只能有一个线程访问堆中的数据,当多个线程同时有访问要求时,只能排队等待,这样便造成程序执行效率下降。 

    最后来说说内存中的数据对齐。所位数据对齐,是指数据所在的内存地址必须是该数据长度的整数倍,DWORD数据的内存起始地址能被4除尽,WORD数据的内存起始地址能被2除尽,x86 CPU能直接访问对齐的数据,当他试图访问一个未对齐的数据时,会在内部进行一系列的调整,这些调整对于程序来说是透明的,但是会降低运行速度,所以编译器在编译程序时会尽量保证数据对齐。同样一段代码,我们来看看用VC、Dev-C++和lcc三个不同编译器编译出来的程序的执行结果: 

    #include <stdio.h> 
    
    int main() 
    { 
    int a; 
    char b; 
    int c; 
    printf("0x%08x
    ",&a); 
    printf("0x%08x
    ",&b); 
    printf("0x%08x
    ",&c); 
    return 0; 
    } 

    这是用VC编译后的执行结果:

    0x0012ff7c 
    0x0012ff7b 
    0x0012ff80 

    变量在内存中的顺序:b(1字节)-a(4字节)-c(4字节)。

    这是用Dev-C++编译后的执行结果:

    0x0022ff7c 
    0x0022ff7b 
    0x0022ff74 

    变量在内存中的顺序:c(4字节)-中间相隔3字节-b(占1字节)-a(4字节)。

    这是用lcc编译后的执行结果:

    0x0012ff6c 
    0x0012ff6b 
    0x0012ff64 

    变量在内存中的顺序:同上。

    三个编译器都做到了数据对齐,但是后两个编译器显然没VC“聪明”,让一个char占了4字节,浪费内存哦。

    基础知识:

    堆栈是一种简单的数据结构,是一种只允许在其一端进行插入或删除的线性表。允许插入或删除操作的一端称为栈顶,另一端称为栈底,对堆栈的插入和删除操作被称为入栈和出栈。有一组CPU指令可以实现对进程的内存实现堆栈访问。其中,POP指令实现出栈操作,PUSH指令实现入栈操作。CPU的ESP寄存器存放当前线程的栈顶指针,EBP寄存器中保存当前线程的栈底指针。CPU的EIP寄存器存放下一个CPU指令存放的内存地址,当CPU执行完当前的指令后,从EIP寄存器中读取下一条指令的内存地址,然后继续执行。

    参考:《Windows下的HEAP溢出及其利用》by: isno
    《windows核心编程》by: Jeffrey Richter

     
    2017-11-14 01:20:00 weixin_34161083 阅读数 4

    kevinGao, 原文地址

    一个由C/C++编译的程序占用的内存分为以下几个部分:

     1、栈区(stack):又编译器自动分配释放,存放函数的参数值,局部变量的值等,其操作方式类似于数据结构的栈。

     2、堆区(heap):一般是由程序员分配释放,若程序员不释放的话,程序结束时可能由OS回收,值得注意的是他与数据结构的堆是两回事,分配方式倒是类似于数据结构的链表。

     3、全局区(static):也叫静态数据内存空间,存储全局变量和静态变量,全局变量和静态变量的存储是放一块的,初始化的全局变量和静态变量放一块区域,没有初始化的在相邻的另一块区域,程序结束后由系统释放。

     4、文字常量区:常量字符串就是放在这里,程序结束后由系统释放。

     5、程序代码区:存放函数体的二进制代码。

     

    堆和栈的区别:

    1、由以上综述就可以得知,他们程序的内存分配方式不同。

    2、申请和响应不同:

    (1)申请方式:

    stack由系统自动分配,系统收回;heap需要程序员自己申请,C中用函数malloc分配空间,用free释放,C++用new分配,用delete释放。

    (2)申请后系统的响应:

    栈:只要栈的剩余空间大于所申请的空间,体统将为程序提供内存,否则将报异常提示栈溢出。

    堆:首先应该知道操作系统有一个记录内存地址的链表,当系统收到程序的申请时,会遍历该链 表,寻找第一个空间大于所申请的空间的堆结点,然后将该结点从空闲结点链表中删除,并将该结点的空间分配给程序。另外,对于大多数系统,会在这块内存空间 中的首地址处记录本次分配的大小,这样代码中的delete或free语句就能够正确的释放本内存空间。另外,由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请 的大小,系统会将多余的那部分重新放入空闲链表中。

    3、申请的大小限制不同:

    栈:在windows下,栈是向低地址扩展的数据结构,是一块连续的内存区域,栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的,能从栈获得的空间较小。

    堆:堆是向高地址扩展的数据结构,是不连续的内存区域,这是由于系统是由链表在存储空闲内存地址,自然堆就是不连续的内存区域,且链表的遍历也是从低地址向高地址遍历的,堆得大小受限于计算机系统的有效虚拟内存空间,由此空间,堆获得的空间比较灵活,也比较大。

     4、申请的效率不同:

    栈:栈由系统自动分配,速度快,但是程序员无法控制。

    堆:堆是有程序员自己分配,速度较慢,容易产生碎片,不过用起来方便。

    5、堆和栈的存储内容不同:

    栈:在函数调用时,第一个进栈的是主函数中函数调用后的下一条指令的地址,然后是函数的各个参数,在大多数的C编译器中,参数是从右往左入栈的,当本次函数调用结束后,局部变量先出栈,然后是参数,最后栈顶指针指向最开始存的地址,也就是主函数中的下一条指令。

    堆:一般是在堆得头部用一个字节存放堆得大小,具体内容由程序员安排

     

     

    没有整理与归纳的知识,一文不值!高度概括与梳理的知识,才是自己真正的知识与技能。 永远不要让自己的自由、好奇、充满创造力的想法被现实的框架所束缚,让创造力自由成长吧! 多花时间,关心他(她)人,正如别人所关心你的。理想的腾飞与实现,没有别人的支持与帮助,是万万不能的。
     
     
     
     
      本文转自wenglabs博客园博客,原文链接:http://www.cnblogs.com/arxive/p/5111657.html,如需转载请自行联系原作者
     
     
     
     
    2016-01-07 23:10:00 weixin_34255793 阅读数 25

    kevinGao原文地址

    一个由C/C++编译的程序占用的内存分为以下几个部分:

     1、栈区(stack):又编译器自动分配释放,存放函数的参数值,局部变量的值等,其操作方式类似于数据结构的栈。

     2、堆区(heap):一般是由程序员分配释放,若程序员不释放的话,程序结束时可能由OS回收,值得注意的是他与数据结构的堆是两回事,分配方式倒是类似于数据结构的链表。

     3、全局区(static):也叫静态数据内存空间,存储全局变量和静态变量,全局变量和静态变量的存储是放一块的,初始化的全局变量和静态变量放一块区域,没有初始化的在相邻的另一块区域,程序结束后由系统释放。

     4、文字常量区:常量字符串就是放在这里,程序结束后由系统释放。

     5、程序代码区:存放函数体的二进制代码。

    堆和栈的区别:

    1、由以上综述就可以得知,他们程序的内存分配方式不同。

    2、申请和响应不同:

    (1)申请方式:

    stack由系统自动分配,系统收回;heap需要程序员自己申请,C中用函数malloc分配空间,用free释放,C++用new分配,用delete释放。

    (2)申请后系统的响应:

    栈:只要栈的剩余空间大于所申请的空间,体统将为程序提供内存,否则将报异常提示栈溢出。

    堆:首先应该知道操作系统有一个记录内存地址的链表,当系统收到程序的申请时,会遍历该链 表,寻找第一个空间大于所申请的空间的堆结点,然后将该结点从空闲结点链表中删除,并将该结点的空间分配给程序。另外,对于大多数系统,会在这块内存空间 中的首地址处记录本次分配的大小,这样代码中的delete或free语句就能够正确的释放本内存空间。另外,由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请 的大小,系统会将多余的那部分重新放入空闲链表中。

    3、申请的大小限制不同:

    栈:在windows下,栈是向低地址扩展的数据结构,是一块连续的内存区域,栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的,能从栈获得的空间较小。

    堆:堆是向高地址扩展的数据结构,是不连续的内存区域,这是由于系统是由链表在存储空闲内存地址,自然堆就是不连续的内存区域,且链表的遍历也是从低地址向高地址遍历的,堆得大小受限于计算机系统的有效虚拟内存空间,由此空间,堆获得的空间比较灵活,也比较大。

     4、申请的效率不同:

    栈:栈由系统自动分配,速度快,但是程序员无法控制。

    堆:堆是有程序员自己分配,速度较慢,容易产生碎片,不过用起来方便。

    5、堆和栈的存储内容不同:

    栈:在函数调用时,第一个进栈的是主函数中函数调用后的下一条指令的地址,然后是函数的各个参数,在大多数的C编译器中,参数是从右往左入栈的,当本次函数调用结束后,局部变量先出栈,然后是参数,最后栈顶指针指向最开始存的地址,也就是主函数中的下一条指令。

    堆:一般是在堆得头部用一个字节存放堆得大小,具体内容由程序员安排

     

     

     
    2016-01-07 23:10:00 weixin_30621919 阅读数 1

    kevinGao原文地址

    一个由C/C++编译的程序占用的内存分为以下几个部分:

     1、栈区(stack):又编译器自动分配释放,存放函数的参数值,局部变量的值等,其操作方式类似于数据结构的栈。

     2、堆区(heap):一般是由程序员分配释放,若程序员不释放的话,程序结束时可能由OS回收,值得注意的是他与数据结构的堆是两回事,分配方式倒是类似于数据结构的链表。

     3、全局区(static):也叫静态数据内存空间,存储全局变量和静态变量,全局变量和静态变量的存储是放一块的,初始化的全局变量和静态变量放一块区域,没有初始化的在相邻的另一块区域,程序结束后由系统释放。

     4、文字常量区:常量字符串就是放在这里,程序结束后由系统释放。

     5、程序代码区:存放函数体的二进制代码。

    堆和栈的区别:

    1、由以上综述就可以得知,他们程序的内存分配方式不同。

    2、申请和响应不同:

    (1)申请方式:

    stack由系统自动分配,系统收回;heap需要程序员自己申请,C中用函数malloc分配空间,用free释放,C++用new分配,用delete释放。

    (2)申请后系统的响应:

    栈:只要栈的剩余空间大于所申请的空间,体统将为程序提供内存,否则将报异常提示栈溢出。

    堆:首先应该知道操作系统有一个记录内存地址的链表,当系统收到程序的申请时,会遍历该链 表,寻找第一个空间大于所申请的空间的堆结点,然后将该结点从空闲结点链表中删除,并将该结点的空间分配给程序。另外,对于大多数系统,会在这块内存空间 中的首地址处记录本次分配的大小,这样代码中的delete或free语句就能够正确的释放本内存空间。另外,由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请 的大小,系统会将多余的那部分重新放入空闲链表中。

    3、申请的大小限制不同:

    栈:在windows下,栈是向低地址扩展的数据结构,是一块连续的内存区域,栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的,能从栈获得的空间较小。

    堆:堆是向高地址扩展的数据结构,是不连续的内存区域,这是由于系统是由链表在存储空闲内存地址,自然堆就是不连续的内存区域,且链表的遍历也是从低地址向高地址遍历的,堆得大小受限于计算机系统的有效虚拟内存空间,由此空间,堆获得的空间比较灵活,也比较大。

     4、申请的效率不同:

    栈:栈由系统自动分配,速度快,但是程序员无法控制。

    堆:堆是有程序员自己分配,速度较慢,容易产生碎片,不过用起来方便。

    5、堆和栈的存储内容不同:

    栈:在函数调用时,第一个进栈的是主函数中函数调用后的下一条指令的地址,然后是函数的各个参数,在大多数的C编译器中,参数是从右往左入栈的,当本次函数调用结束后,局部变量先出栈,然后是参数,最后栈顶指针指向最开始存的地址,也就是主函数中的下一条指令。

    堆:一般是在堆得头部用一个字节存放堆得大小,具体内容由程序员安排

     

     

    转载于:https://www.cnblogs.com/arxive/p/5111657.html

     
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