進(jìn)程的內(nèi)存布局

如圖：

高地址的一部分空間會(huì)分配給內(nèi)核，稱為內(nèi)核空間，剩下的內(nèi)存空間給用戶使用，稱為用戶空間。

用戶空間中有幾個(gè)主要的內(nèi)存區(qū)域：

棧：用于維護(hù)函數(shù)調(diào)用的上下文，離開了棧，函數(shù)調(diào)用就沒法實(shí)現(xiàn)，棧通常在用戶空間的最高地址處分配，通常有數(shù)兆字節(jié)的大小。

堆：堆用來(lái)容納程序動(dòng)態(tài)分配的內(nèi)存區(qū)域，程序中malloc或new分配的內(nèi)存就來(lái)自堆里。堆通常存在于棧的下方（低地址方向），在某些時(shí)候，堆也可能沒有固定統(tǒng)一的存儲(chǔ)區(qū)域，堆一般比棧大很多，可以有百兆甚至幾G的大小。

動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)映射區(qū)：這個(gè)區(qū)域用于映射裝載的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，Linux下如果可執(zhí)行文件依賴其它共享庫(kù)，那系統(tǒng)就會(huì)在這個(gè)區(qū)域分配相應(yīng)空間，并將共享庫(kù)裝入該空間。

可執(zhí)行文件映像：存儲(chǔ)著可執(zhí)行文件在內(nèi)存里的映像，由裝載器在裝載時(shí)將可執(zhí)行文件的內(nèi)存讀取或映射到這里。

保留區(qū)：保留區(qū)并不是一個(gè)單一的內(nèi)存區(qū)域，而是堆內(nèi)存中受到保護(hù)而禁止訪問(wèn)的內(nèi)存區(qū)域的總稱，例如在大多數(shù)操作系統(tǒng)里，極小的地址通常都是不允許訪問(wèn)的，如NULL，通常C語(yǔ)言將無(wú)效地址賦值為0也是出于這個(gè)考慮，因?yàn)?地址正常情況下不可能有有效的可訪問(wèn)數(shù)據(jù)。

函數(shù)調(diào)用的棧幀結(jié)構(gòu)

我們都知道函數(shù)調(diào)用都是以棧幀為單位，機(jī)器通常用棧來(lái)傳遞函數(shù)參數(shù)、保存返回地址、保存寄存器（即函數(shù)調(diào)用的上下文）及存儲(chǔ)本地局部變量等。

一個(gè)單獨(dú)的棧幀結(jié)構(gòu)如圖所示：

為單個(gè)函數(shù)調(diào)用分配的那部分棧稱為棧幀，棧幀的邊界由兩個(gè)指針界定：寄存器%ebp為幀指針，指向當(dāng)前棧幀的起始處，通常較為固定；寄存器%esp為棧指針，指向當(dāng)前棧幀的棧頂位置，當(dāng)程序執(zhí)行時(shí)，棧指針可以移動(dòng)，因此大多數(shù)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)都是相對(duì)于幀指針的。

一次函數(shù)調(diào)用的棧幀圖如下：

寄存器使用約定

直接看圖：

上圖表達(dá)的應(yīng)該已經(jīng)很清楚啦，簡(jiǎn)單示例解釋一下，函數(shù)調(diào)用需要傳遞參數(shù)時(shí)，第一個(gè)參數(shù)存到%edi里，第二個(gè)參數(shù)會(huì)存到%esi里，如果有返回值會(huì)存到%eax里，這里如果是64位的返回值，會(huì)使用%rax。

函數(shù)的調(diào)用約定

這里主要涉及三種約定：

函數(shù)參數(shù)的傳遞順序和方式：這里可以有很多參數(shù)傳遞方式，棧傳遞和寄存器傳遞，函數(shù)的調(diào)用方將參數(shù)壓入棧中，函數(shù)自己再?gòu)臈Ｖ袑?shù)取出，需要規(guī)定壓棧的順序，是從左到右，還是從右到左，有的也使用寄存器傳遞，這都需要約定好。

棧的維護(hù)方式：在函數(shù)將參數(shù)壓棧后，函數(shù)體會(huì)被調(diào)用，此后需要將被壓入棧中的參數(shù)全部彈出，以使得棧在函數(shù)調(diào)用前后保持一致，這個(gè)彈出的工作可以是由函數(shù)的調(diào)用方完成還是函數(shù)本身來(lái)完成需要約定好。

名字修飾策略：為了鏈接的時(shí)候?qū)φ{(diào)用約定進(jìn)行區(qū)分，需要對(duì)函數(shù)本身的名字進(jìn)行修飾，不同的調(diào)用約定有不同的名字修飾策略。一般都是前面加個(gè)下劃線。

C語(yǔ)言默認(rèn)的調(diào)用約定是cdecl方式，可以通過(guò)__attribute__（（cdecl））標(biāo)明使用cdecl約定，其實(shí)還有其它一些調(diào)用約定，如圖：

函數(shù)的返回值傳遞

這里有幾種情況：

4字節(jié)：當(dāng)函數(shù)返回值是4個(gè)字節(jié)會(huì)通過(guò)%eax寄存器作為通道，函數(shù)將返回值存儲(chǔ)在%eax中，返回后函數(shù)的調(diào)用方再讀取%eax。

5-8個(gè)字節(jié)：通過(guò)rax寄存器作為通道。

大于8個(gè)字節(jié)：以如下代碼舉例：

struct A {// 。..大于8字節(jié) };A func（） {A b;return b;}A x = func（）;

返回值傳遞方式如圖：

調(diào)用函數(shù)首先在棧上額外開辟一片空間，作為臨時(shí)對(duì)象（temp）

temp作為隱藏參數(shù)傳遞給被調(diào)用函數(shù)

函數(shù)將數(shù)據(jù)拷貝給temp，同時(shí)%eax為指向temp的指針

返回返回后將%eax指向的temp拷貝回被賦予的對(duì)象

返回值類型的尺寸太大導(dǎo)致函數(shù)返回時(shí)，會(huì)開辟一段區(qū)域作為中介，返回值對(duì)象會(huì)被拷貝兩次，而C++在有些情況下會(huì)做返回值優(yōu)化，減少拷貝的次數(shù)