代碼、靜態、堆棧和堆段實現

Question

我知道每個段的目的，但我想知道誰真正用 c 或 c++ 等語言實現它們？

它們是由 c/c++ 編譯器程序員在編寫語言實現時編寫的嗎？ 或者這些段是在操作系統/硬件級別實現的（也許當操作系統為程序選擇地址空間時）？

我把堆棧幀想象成一個簡單的 c 結構，它在每次函數調用時都被推入堆棧。 我把堆想象成一個動態數組等等......

Answer 1

這有點粗略 - 硬件架構、內存模型等都會影響 C/C++ 實現可能具有“段”特征的方式。 較舊的 CPU 有局限性，導致一組更復雜的“段”（iAPX 286 - 還記得嗎？）

目標代碼包含由可執行語句產生的代碼：由匯編機器指令產生的字節。 這將進入一個代碼段，這將（通常）導致一個被寫保護的內存段。

目標代碼包含數據：由匯編數據定義語句產生的字節，帶有一些初始化（或默認值，在 C/C++ 的情況下為零），這將進入數據段，沒有訪問限制。

CPU 的工作方式需要一個堆棧：將返回地址推送到堆棧上，通過推送函數參數也是最有效的參數傳遞約定。 “堆棧幀”部分是“按照慣例”，但通常它由返回地址和參數組成； 為局部變量保留了額外的空間：每個實例化一組（如果函數是遞歸的，這很重要）。

堆只是一個內存區域，從中提供分配（malloc，new）。 它通常分配在代碼和數據段之外。 堆棧可能會從堆中取出 - 這取決於您是否只有一個堆棧段或多個（想想線程）。

此外，請注意有幾種目標代碼“格式”或“語言”，即這些段在目標代碼中的定義方式。 這取決於系統的加載程序可以處理的內容：一種此類格式稱為“a.out”，另一種稱為“ELF”。 編譯器必須遵守格式和可能性。

Answer 2

它們是由 c/c++ 編譯器程序員在編寫語言實現時編寫的嗎？ 或者這些段是在操作系統/硬件級別實現的（也許當操作系統為程序選擇地址空間時）？

段入口點主要在工具鏈的鏈接階段（和鏈接程序）進行管理。

從這個意義上說，是的，這些是由編譯器開發人員實現的。

不過，您可以提供自己的鏈接器腳本，您可以在其中指定這些段應出現在哪些具體內存地址，以及這些內存地址是指 ROM 還是 RAM。

我把堆棧幀想象成一個簡單的 c 結構，它在每次函數調用時都被推入堆棧。 我把堆想象成一個動態數組等等......

恐怕這根本沒有那么簡單：

• 堆棧幀通常還需要跟蹤本地實例化的變量、異常堆棧展開所需的信息等。
• 堆分配的內存需要一些基本機制來跟蹤分配的內存塊及其實際大小。
• 靜態內存初始化和類初始化需要運行靜態實例化類的構造函數。