3.函数的分类

亮哥666
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在函数调用的时候一般开始的时候是在分配栈空间，结束的时候是在回收栈空间。

1.程序典型的内存分区

高地址
+------------------+ 0x7fffffff
|       栈         | ← 局部变量、函数参数、返回地址
|       ↓          |
+------------------+
|                  |
|   (动态分配)     |
|                  |
+------------------+
|       堆         | ← 动态分配的内存 (malloc/new)
|       ↑          |
+------------------+
|    BSS段         | ← 未初始化的全局/静态变量
+------------------+
|   数据段(.data)  | ← 已初始化的全局/静态变量
+------------------+
| 只读数据(.rodata)| ← 字符串常量、只读变量
+------------------+
|   代码段(.text)  | ← 程序指令
+------------------+ 0x00400000
低地址

2.各个分区的作用和特点

代码段 (.text)

作用和特点

代码段存储程序的可执行指令，是程序的核心部分。

主要特点：

  • 只读性：代码段通常是只读的，防止程序运行时意外修改指令
  • 可执行：CPU可以从这个区域取指令并执行
  • 共享性：多个进程可以共享同一个程序的代码段
  • 位置固定：在程序加载时确定位置，运行时不会改变

数据段 (.data)

作用和特点

数据段存储程序的已初始化的全局变量和静态变量。

主要特点：
  • 可读可写：程序运行时可以修改数据段中的值
  • 初始化：包含程序启动时就有确定值的变量
  • 持久性：在整个程序运行期间都存在
  • 固定大小：编译时就确定了大小

BSS段 (.bss)

BSS段存储未初始化的全局变量和静态变量。

特点：

  • 零初始化：程序启动时自动初始化为0
  • 不占文件空间：在可执行文件中不占实际空间
  • 运行时分配：程序加载时才分配内存

3.为什么说栈是向下生长的呢？

因为栈底是高地址，而栈顶是低地址，sp代表的是栈指针寄存器，指向帧顶，栈顶是小地址。 与此对应的还有一个栈底，bp，bp代表的是基地址寄存器，是指向栈底的，是高地址。而正常的压栈操作，是移动sp，实际上是让sp减去一个值，然后把这块空间放某个寄存器。所以栈他是向下生长的。

4.什么是大小端？

字节序（Byte Order）：指多字节数据类型（如16位、32位、64位整数）在内存中字节的排列顺序。 可以简单的说大端序是高字节的数据放在地址比较低的位置，而小端序是高字节的地址放在地址比较低的位置。

  • 大端序（Big Endian）：最高有效字节（MSB）存储在最低内存地址
  • 小端序（Little Endian）：最低有效字节（LSB）存储在最低内存地址

image.png

4.函数的分类

  • 叶子函数：这个函数内部的实现没有调用其他函数
  • 非叶子函数：函数内部可能还调用其他函数

叶子函数

image.png
下面是对应的汇编
image.png

image.png 从上图可以看出只要移动sp就可以开辟一块新的栈空间给非叶子函数使用。

非叶子函数

下面的函数hehe就是非叶子函数

void haha()
{
    int a = 2;
    int b = 3;
}

void hehe()
{
    int a = 4;
    int b = 5;
    haha();
}

下面是对应的汇编代码

 sub sp, sp, #32             ; =32
 stp x29, x30, [sp, #16]     ; 8-byte Folded Spill
 add x29, sp, #16            ; fp = sp + 16

 mov w8, #5
 orr w9, wzr, #0x4
 stur 4, [x29, #-4]
 str 5, [sp, #8]
 bl _haha

 ldp x29, x30, [sp, #16]     ; 8-byte Folded Reload
 add sp, sp, #32             ; =32
 ret

image.png 简单分析下上图：

  • 首先sp 地址是在0x10021,然后sp-32，那么sp变成0x10001,
  • 后面近接着将sp的地址加上16，然后先存x29，x29其实就是fp寄存器，就是栈底指针。x30就是lr寄存器，其实就是当前的执行完返回后的指令地址，这一步其实是在保护现场，是在调用函数之前把栈底指针，返回地址，先存起来。一共用了16个字节，其实就是从0X10020到0x10010之间。
  • 后面再把sp 加16的地址赋值给x29，这是新的栈底位置。此时从sp到x29(fp)之间的就是当前调用函数可以使用的栈空间
  • 中间的5行代码就是在执行里面赋值和跳转操作
  • 最后三行 先是将 sp +16 位置开始取出16个字节的数据赋值给x29(fp),和lr（就是当前函数地址执行完后的返回地址）。然后再将sp + 32 调整sp回到开始的位置，最后返回
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