程序內(nèi)存的分配

一個(gè)由C/C++編譯的程序占用的內(nèi)存分為以下幾個(gè)部分：

• 棧區(qū)（stack）— 由編譯器自動(dòng)分配釋放 ，存放函數(shù)的參數(shù)值，局部變量的值等。其操作方式類似于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的棧。

• 堆區(qū)（heap） — 一般由程序員分配釋放， 若程序員不釋放，程序結(jié)束時(shí)可能由OS回收 。注意它與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的堆是兩回事，分配方式倒是類似于鏈表。

• 全局區(qū)（靜態(tài)區(qū)）（static）—，全局變量和靜態(tài)變量的存儲是放在一塊的，初始化的全局變量和靜態(tài)變量在一塊區(qū)域， 未初始化的全局變量和未初始化的靜態(tài)變量在相鄰的另一塊區(qū)域。- 程序結(jié)束后有系統(tǒng)釋放

• 文字常量區(qū)—常量字符串就是放在這里的。程序結(jié)束后由系統(tǒng)釋放

• 程序代碼區(qū)—存放函數(shù)體的二進(jìn)制代碼。

例子程序

這是一個(gè)前輩寫的，非常詳細(xì)。

//main.cppinta=0;//全局初始化區(qū)int a = 0; //全局初始化區(qū)char *p1; //全局未初始化區(qū)main() {int b; //棧char s[] = "abc"; //棧char *p2; //棧char *p3 = "123456"; //123456在常量區(qū)，p3在棧上。static int c = 0; //全局（靜態(tài)）初始化區(qū)    p1 = (char *)malloc(10);    p2 = (char *)malloc(20);//分配得來得10和20字節(jié)的區(qū)域就在堆區(qū)。strcpy(p1, "123456"); //123456放在常量區(qū)，編譯器可能會(huì)將它與p3所指向的"123456"優(yōu)化成一個(gè)地方。}

堆和棧的理論知識

1 申請方式

stack:由系統(tǒng)自動(dòng)分配。例如，聲明在函數(shù)中一個(gè)局部變量 int b; 系統(tǒng)自動(dòng)在棧中為b開辟空間。

heap:需要程序員自己申請，并指明大小，在c中malloc函數(shù)。

如

p1 = (char *)malloc(10);

在C++中用new運(yùn)算符，如

p2 = (char *)malloc(10);

但是注意p1、p2本身是在棧中的。

2 申請后系統(tǒng)的響應(yīng)

棧：只要棧的剩余空間大于所申請空間，系統(tǒng)將為程序提供內(nèi)存，否則將報(bào)異常提示棧溢出。

堆：首先應(yīng)該知道操作系統(tǒng)有一個(gè)記錄空閑內(nèi)存地址的鏈表，當(dāng)系統(tǒng)收到程序的申請時(shí)，會(huì)遍歷該鏈表，尋找第一個(gè)空間大于所申請空間的堆結(jié)點(diǎn)，然后將該結(jié)點(diǎn)從空閑結(jié)點(diǎn)鏈表中刪除，并將該結(jié)點(diǎn)的空間分配給程序，另外，對于大多數(shù)系統(tǒng)，會(huì)在這塊內(nèi)存空間中的首地址處記錄本次分配的大小，這樣，代碼中的delete語句才能正確的釋放本內(nèi)存空間。另外，由于找到的堆結(jié)點(diǎn)的大小不一定正好等于申請的大小，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)的將多余的那部分重新放入空閑鏈表中。

3申請大小的限制

棧：在Windows下,棧是向低地址擴(kuò)展的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是一塊連續(xù)的內(nèi)存的區(qū)域。這句話的意思是棧頂?shù)牡刂泛蜅５淖畲笕萘渴窍到y(tǒng)預(yù)先規(guī)定好的，在WINDOWS下，棧的大小是2M（也有的說是1M，總之是一個(gè)編譯時(shí)就確定的常數(shù)），如果申請的空間超過棧的剩余空間時(shí)，將提示overflow。因此，能從棧獲得的空間較小。

堆：堆是向高地址擴(kuò)展的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是不連續(xù)的內(nèi)存區(qū)域。這是由于系統(tǒng)是用鏈表來存儲的空閑內(nèi)存地址的，自然是不連續(xù)的，而鏈表的遍歷方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中有效的虛擬內(nèi)存。由此可見，堆獲得的空間比較靈活，也比較大。

4 申請效率的比較：

棧由系統(tǒng)自動(dòng)分配，速度較快。但程序員是無法控制的。

堆是由new分配的內(nèi)存，一般速度比較慢，而且容易產(chǎn)生內(nèi)存碎片，不過用起來最方便。

另外，在WINDOWS下，最好的方式是用VirtualAlloc分配內(nèi)存，他不是在堆，也不是在棧是直接在進(jìn)程的地址空間中保留一快內(nèi)存，雖然用起來最不方便。但是速度快，也最靈活。

5 堆和棧中的存儲內(nèi)容

棧：在函數(shù)調(diào)用時(shí)，第一個(gè)進(jìn)棧的是主函數(shù)中后的下一條指令（函數(shù)調(diào)用語句的下一條可執(zhí)行語句）的地址，然后是函數(shù)的各個(gè)參數(shù)，在大多數(shù)的C編譯器中，參數(shù)是由右往左入棧的，然后是函數(shù)中的局部變量。注意靜態(tài)變量是不入棧的。
當(dāng)本次函數(shù)調(diào)用結(jié)束后，局部變量先出棧，然后是參數(shù)，最后棧頂指針指向最開始存的地址，也就是主函數(shù)中的下一條指令，程序由該點(diǎn)繼續(xù)運(yùn)行。

堆：一般是在堆的頭部用一個(gè)字節(jié)存放堆的大小。堆中的具體內(nèi)容有程序員安排。

6 存取效率的比較

char s1[] = "aaaaaaaaaaaaaaa";

char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb";
aaaaaaaaaaa是在運(yùn)行時(shí)刻賦值的；
而bbbbbbbbbbb是在編譯時(shí)就確定的；
但是，在以后的存取中，在棧上的數(shù)組比指針?biāo)赶虻淖址?例如堆)快。
比如：

＃includevoid main() {char a = 1;char c[] = "1234567890";char *p ="1234567890";    a = c[1];    a = p[1];return;}

對應(yīng)的匯編代碼：

10: a = c[1];00401067 8A 4D F1 mov cl,byte ptr [ebp-0Fh]0040106A 88 4D FC mov byte ptr [ebp-4],cl11: 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

第一種在讀取時(shí)直接就把字符串中的元素讀到寄存器cl中，而第二種則要先把指針值讀到edx中，在根據(jù)edx讀取字符，顯然慢了。

7 小結(jié)

堆和棧的區(qū)別可以用如下的比喻來看出：

使用棧就象我們?nèi)ワ堭^里吃飯，只管點(diǎn)菜（發(fā)出申請）、付錢、和吃（使用），吃飽了就走，不必理會(huì)切菜、洗菜等準(zhǔn)備工作和洗碗、刷鍋等掃尾工作，他的好處是快捷，但是自由度小。關(guān)于STM32的堆棧，可以參考此文：詳解STM32單片機(jī)的堆棧。

使用堆就象是自己動(dòng)手做喜歡吃的菜肴，比較麻煩，但是比較符合自己的口味，而且自由度大。

windows進(jìn)程中的內(nèi)存結(jié)構(gòu)

在閱讀本文之前，如果你連堆棧是什么多不知道的話，請先閱讀文章后面的基礎(chǔ)知識。

接觸過編程的人都知道，高級語言都能通過變量名來訪問內(nèi)存中的數(shù)據(jù)。那么這些變量在內(nèi)存中是如何存放的呢？程序又是如何使用這些變量的呢？下面就會(huì)對此進(jìn)行深入的討論。下文中的C語言代碼如沒有特別聲明，默認(rèn)都使用VC編譯的release版。關(guān)于C語言的內(nèi)存，可以參考此文：C語言中的內(nèi)存管理。

首先，來了解一下 C 語言的變量是如何在內(nèi)存分部的。C 語言有全局變量(Global)、本地變量(Local)，靜態(tài)變量(Static)、寄存器變量(Regeister)。每種變量都有不同的分配方式。先來看下面這段代碼：

＃include int g1=0, g2=0, g3=0; int main(){    static int s1=0, s2=0, s3=0;    int v1=0, v2=0, v3=0;    //打印出各個(gè)變量的內(nèi)存地址        printf("0x%08x
",&v1); //打印各本地變量的內(nèi)存地址    printf("0x%08x
",&v2);    printf("0x%08x

",&v3);    printf("0x%08x
",&g1); //打印各全局變量的內(nèi)存地址    printf("0x%08x
",&g2);    printf("0x%08x

",&g3);    printf("0x%08x
",&s1); //打印各靜態(tài)變量的內(nèi)存地址    printf("0x%08x
",&s2);    printf("0x%08x

",&s3);    return 0;}

編譯后的執(zhí)行結(jié)果是：

0x0012ff78 0x0012ff7c0x0012ff80
0x004068d00x004068d40x004068d8
0x004068dc0x004068e00x004068e4

輸出的結(jié)果就是變量的內(nèi)存地址。其中v1,v2,v3是本地變量，g1,g2,g3是全局變量，s1,s2,s3是靜態(tài)變量。你可以看到這些變量在內(nèi)存是連續(xù)分布的，但是本地變量和全局變量分配的內(nèi)存地址差了十萬八千里，而全局變量和靜態(tài)變量分配的內(nèi)存是連續(xù)的。這是因?yàn)楸镜刈兞亢腿?靜態(tài)變量是分配在不同類型的內(nèi)存區(qū)域中的結(jié)果。

對于一個(gè)進(jìn)程的內(nèi)存空間而言，可以在邏輯上分成3個(gè)部份：

• 代碼區(qū)

• 靜態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)

• 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)

動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)一般就是“堆?！??！皸?stack)”和“堆(heap)”是兩種不同的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)，棧是一種線性結(jié)構(gòu)，堆是一種鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)。進(jìn)程的每個(gè)線程都有私有的“棧”，所以每個(gè)線程雖然代碼一樣，但本地變量的數(shù)據(jù)都是互不干擾。

一個(gè)堆?？梢酝ㄟ^“基地址”和“棧頂”地址來描述。全局變量和靜態(tài)變量分配在靜態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)，本地變量分配在動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)，即堆棧中。程序通過堆棧的基地址和偏移量來訪問本地變量。

├———————┤低端內(nèi)存區(qū)域│ …… │├———————┤│ 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)區(qū) │├———————┤│ …… │├———————┤│ 代碼區(qū) │├———————┤│ 靜態(tài)數(shù)據(jù)區(qū) │├———————┤│ …… │├———————┤高端內(nèi)存區(qū)域

堆棧是一個(gè)先進(jìn)后出的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，棧頂?shù)刂房偸切∮诘扔跅５幕刂?。我們可以先了解一下函?shù)調(diào)用的過程，以便對堆棧在程序中的作用有更深入的了解。不同的語言有不同的函數(shù)調(diào)用規(guī)定，這些因素有參數(shù)的壓入規(guī)則和堆棧的平衡。windows API的調(diào)用規(guī)則和ANSI C的函數(shù)調(diào)用規(guī)則是不一樣的，前者由被調(diào)函數(shù)調(diào)整堆棧，后者由調(diào)用者調(diào)整堆棧。兩者通過“__stdcall”和“__cdecl”前綴區(qū)分。

先看下面這段代碼：

＃include void __stdcall func(int param1,int param2,int param3){    int var1=param1;    int var2=param2;    int var3=param3;    printf("0x%08x
",param1); //打印出各個(gè)變量的內(nèi)存地址    printf("0x%08x
",param2);    printf("0x%08x

",param3);    printf("0x%08x
",&var1);    printf("0x%08x
",&var2);    printf("0x%08x

",&var3);    return;}
int main() {    func(1,2,3);    return 0;}

編譯后的執(zhí)行結(jié)果是：

0x0012ff780x0012ff7c0x0012ff800x0012ff680x0012ff6c0x0012ff70

├———————┤<—函數(shù)執(zhí)行時(shí)的棧頂（ESP）、低端內(nèi)存區(qū)域│ …… │├———————┤│ var 1 │├———————┤│ var 2 │├———————┤│ var 3 │├———————┤│ RET │├———————┤<—“__cdecl”函數(shù)返回后的棧頂（ESP）│ parameter 1 │├———————┤│ parameter 2 │├———————┤│ parameter 3 │├———————┤<—“__stdcall”函數(shù)返回后的棧頂（ESP）│ …… │├———————┤<—棧底（基地址 EBP）、高端內(nèi)存區(qū)域

上圖就是函數(shù)調(diào)用過程中堆棧的樣子了。

首先，三個(gè)參數(shù)以從右到左的次序壓入堆棧，先壓“param3”，再壓“param2”，最后壓入“param1”；然后壓入函數(shù)的返回地址(RET)，接著跳轉(zhuǎn)到函數(shù)地址接著執(zhí)行（這里要補(bǔ)充一點(diǎn)，介紹UNIX下的緩沖溢出原理的文章中都提到在壓入RET后，繼續(xù)壓入當(dāng)前EBP，然后用當(dāng)前ESP代替EBP。然而，有一篇介紹windows下函數(shù)調(diào)用的文章中說，在windows下的函數(shù)調(diào)用也有這一步驟，但根據(jù)我的實(shí)際調(diào)試，并未發(fā)現(xiàn)這一步，這還可以從param3和var1之間只有4字節(jié)的間隙這點(diǎn)看出來）；第三步，將棧頂(ESP)減去一個(gè)數(shù)，為本地變量分配內(nèi)存空間，上例中是減去12字節(jié)(ESP=ESP-3*4，每個(gè)int變量占用4個(gè)字節(jié))；接著就初始化本地變量的內(nèi)存空間。由于“__stdcall”調(diào)用由被調(diào)函數(shù)調(diào)整堆棧，所以在函數(shù)返回前要恢復(fù)堆棧，先回收本地變量占用的內(nèi)存(ESP=ESP+3*4)，然后取出返回地址，填入EIP寄存器，回收先前壓入?yún)?shù)占用的內(nèi)存(ESP=ESP+3*4)，繼續(xù)執(zhí)行調(diào)用者的代碼。

參見下列匯編代碼：

;--------------func函數(shù)的匯編代碼-------------------
:00401000 83EC0C sub esp, 0000000C //創(chuàng)建本地變量的內(nèi)存空間: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
……………………（省略若干代碼）
:00401075 83C43C add esp, 0000003C ;恢復(fù)堆棧，回收本地變量的內(nèi)存空間:00401078 C3 ret 000C ;函數(shù)返回，恢復(fù)參數(shù)占用的內(nèi)存空間;如果是“__cdecl”的話，這里是“ret”，堆棧將由調(diào)用者恢復(fù)
;-------------------函數(shù)結(jié)束-------------------------
;--------------主程序調(diào)用func函數(shù)的代碼--------------
:00401080 6A03 push 00000003 //壓入?yún)?shù)param3:00401082 6A02 push 00000002 //壓入?yún)?shù)param2:00401084 6A01 push 00000001 //壓入?yún)?shù)param1:00401086 E875FFFFFF call 00401000 //調(diào)用func函數(shù);如果是“__cdecl”的話，將在這里恢復(fù)堆棧，“add esp, 0000000C”

聰明的讀者看到這里，差不多就明白緩沖溢出的原理了。先來看下面的代碼：

＃include ＃include <string.h>
void __stdcall func() {    char lpBuff[8]="";    strcat(lpBuff,"AAAAAAAAAAA");    return;}
int main() {    func();    return 0;}

編譯后執(zhí)行一下回怎么樣？

哈，“”0x00414141”指令引用的”0x00000000”內(nèi)存。該內(nèi)存不能為”read”?！?，“非法操作”嘍！”41”就是”A”的16進(jìn)制的ASCII碼了，那明顯就是strcat這句出的問題了。

“pBuff”的大小只有8字節(jié)，算進(jìn)結(jié)尾的，那strcat最多只能寫入7個(gè)”A”，但程序?qū)嶋H寫入了11個(gè)”A”外加1個(gè)。再來看看上面那幅圖，多出來的4個(gè)字節(jié)正好覆蓋了RET的所在的內(nèi)存空間，導(dǎo)致函數(shù)返回到一個(gè)錯(cuò)誤的內(nèi)存地址，執(zhí)行了錯(cuò)誤的指令。如果能精心構(gòu)造這個(gè)字符串，使它分成三部分，前一部份僅僅是填充的無意義數(shù)據(jù)以達(dá)到溢出的目的，接著是一個(gè)覆蓋RET的數(shù)據(jù)，緊接著是一段shellcode，那只要這個(gè)RET地址能指向這段shellcode的第一個(gè)指令，那函數(shù)返回時(shí)就能執(zhí)行shellcode了。

但是軟件的不同版本和不同的運(yùn)行環(huán)境都可能影響這段shellcode在內(nèi)存中的位置，那么要構(gòu)造這個(gè)RET是十分困難的。一般都在RET和shellcode之間填充大量的NOP指令，使得exploit有更強(qiáng)的通用性。

├———————┤<—低端內(nèi)存區(qū)域│ …… │├———————┤<—由exploit填入數(shù)據(jù)的開始│ ││ buffer │<—填入無用的數(shù)據(jù)│ │├———————┤│ RET │<—指向shellcode，或NOP指令的范圍├———————┤│ NOP ││ …… │<—填入的NOP指令，是RET可指向的范圍│ NOP │├———————┤│ ││ shellcode ││ │├———————┤<—由exploit填入數(shù)據(jù)的結(jié)束│ …… │├———————┤<—高端內(nèi)存區(qū)域

windows下的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)除了可存放在棧中，還可以存放在堆中。了解C++的朋友都知道，C++可以使用new關(guān)鍵字來動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存。來看下面的C++代碼：

＃include ＃include ＃include 
void func(){    char *buffer=new char[128];    char bufflocal[128];    static char buffstatic[128];    printf("0x%08x
",buffer); //打印堆中變量的內(nèi)存地址    printf("0x%08x
",bufflocal); //打印本地變量的內(nèi)存地址    printf("0x%08x
",buffstatic); //打印靜態(tài)變量的內(nèi)存地址}
void main() {    func();    return;}

程序執(zhí)行結(jié)果為：

0x004107d00x0012ff040x004068c0

可以發(fā)現(xiàn)用new關(guān)鍵字分配的內(nèi)存即不在棧中，也不在靜態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)。VC編譯器是通過windows下的“堆(heap)”來實(shí)現(xiàn)new關(guān)鍵字的內(nèi)存動(dòng)態(tài)分配。在講“堆”之前，先來了解一下和“堆”有關(guān)的幾個(gè)API函數(shù)：

- HeapAlloc 在堆中申請內(nèi)存空間- HeapCreate 創(chuàng)建一個(gè)新的堆對象- HeapDestroy 銷毀一個(gè)堆對象- HeapFree 釋放申請的內(nèi)存- HeapWalk 枚舉堆對象的所有內(nèi)存塊- GetProcessHeap 取得進(jìn)程的默認(rèn)堆對象- GetProcessHeaps 取得進(jìn)程所有的堆對象- LocalAlloc- GlobalAlloc

當(dāng)進(jìn)程初始化時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)為進(jìn)程創(chuàng)建一個(gè)默認(rèn)堆，這個(gè)堆默認(rèn)所占內(nèi)存的大小為1M。堆對象由系統(tǒng)進(jìn)行管理，它在內(nèi)存中以鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)存在。通過下面的代碼可以通過堆動(dòng)態(tài)申請內(nèi)存空間：

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

其中hHeap是堆對象的句柄，buff是指向申請的內(nèi)存空間的地址。那這個(gè)hHeap究竟是什么呢？它的值有什么意義嗎？看看下面這段代碼吧：

#pragmacomment(linker,"/entry:main")//定義程序的入口＃include 
_CRTIMP int (__cdecl *printf)(const char *, ...); //定義STL函數(shù)printf/*--------------------------------------------------------------------------- 寫到這里，我們順便來復(fù)習(xí)一下前面所講的知識： (*注)printf函數(shù)是C語言的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)庫中函數(shù)，VC的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)庫由msvcrt.dll模塊實(shí)現(xiàn)。 由函數(shù)定義可見，printf的參數(shù)個(gè)數(shù)是可變的，函數(shù)內(nèi)部無法預(yù)先知道調(diào)用者壓入的參數(shù)個(gè)數(shù)， 函數(shù)只能通過分析第一個(gè)參數(shù)字符串的格式來獲得壓入?yún)?shù)的信息，由于這里參數(shù)的個(gè)數(shù)是動(dòng)態(tài)的， 所以必須由調(diào)用者來平衡堆棧，這里便使用了__cdecl調(diào)用規(guī)則。BTW，Windows系統(tǒng)的API函數(shù)基本上是__stdcall調(diào)用形式， 只有一個(gè)API例外，那就是wsprintf，它使用__cdecl調(diào)用規(guī)則，同printf函數(shù)一樣，這是由于它的參數(shù)個(gè)數(shù)是可變的緣故。  ---------------------------------------------------------------------------*/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);}

執(zhí)行結(jié)果為：

0x001300000x001331000x00133118

hHeap的值怎么和那個(gè)buff的值那么接近呢？其實(shí)hHeap這個(gè)句柄就是指向HEAP首部的地址。在進(jìn)程的用戶區(qū)存著一個(gè)叫PEB(進(jìn)程環(huán)境塊)的結(jié)構(gòu)，這個(gè)結(jié)構(gòu)中存放著一些有關(guān)進(jìn)程的重要信息，其中在PEB首地址偏移0x18處存放的ProcessHeap就是進(jìn)程默認(rèn)堆的地址，而偏移0x90處存放了指向進(jìn)程所有堆的地址列表的指針。windows有很多API都使用進(jìn)程的默認(rèn)堆來存放動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，如windows 2000下的所有ANSI版本的函數(shù)都是在默認(rèn)堆中申請內(nèi)存來轉(zhuǎn)換ANSI字符串到Unicode字符串的。對一個(gè)堆的訪問是順序進(jìn)行的，同一時(shí)刻只能有一個(gè)線程訪問堆中的數(shù)據(jù)，當(dāng)多個(gè)線程同時(shí)有訪問要求時(shí)，只能排隊(duì)等待，這樣便造成程序執(zhí)行效率下降。

最后來說說內(nèi)存中的數(shù)據(jù)對齊。所位數(shù)據(jù)對齊，是指數(shù)據(jù)所在的內(nèi)存地址必須是該數(shù)據(jù)長度的整數(shù)倍，DWORD數(shù)據(jù)的內(nèi)存起始地址能被4除盡，WORD數(shù)據(jù)的內(nèi)存起始地址能被2除盡，x86 CPU能直接訪問對齊的數(shù)據(jù)，當(dāng)他試圖訪問一個(gè)未對齊的數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)在內(nèi)部進(jìn)行一系列的調(diào)整，這些調(diào)整對于程序來說是透明的，但是會(huì)降低運(yùn)行速度，所以編譯器在編譯程序時(shí)會(huì)盡量保證數(shù)據(jù)對齊。同樣一段代碼，我們來看看用VC、Dev-C++和lcc三個(gè)不同編譯器編譯出來的程序的執(zhí)行結(jié)果：

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

這是用VC編譯后的執(zhí)行結(jié)果：

0x0012ff7c0x0012ff7b0x0012ff80

變量在內(nèi)存中的順序：b(1字節(jié))-a(4字節(jié))-c(4字節(jié))。

這是用Dev-C++編譯后的執(zhí)行結(jié)果：

0x0022ff7c0x0022ff7b0x0022ff74

變量在內(nèi)存中的順序：c(4字節(jié))-中間相隔3字節(jié)-b(占1字節(jié))-a(4字節(jié))。

這是用lcc編譯后的執(zhí)行結(jié)果：

0x0012ff6c0x0012ff6b0x0012ff64

變量在內(nèi)存中的順序：同上。

三個(gè)編譯器都做到了數(shù)據(jù)對齊，但是后兩個(gè)編譯器顯然沒VC“聰明”，讓一個(gè)char占了4字節(jié)，浪費(fèi)內(nèi)存哦。

基礎(chǔ)知識：

堆棧是一種簡單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是一種只允許在其一端進(jìn)行插入或刪除的線性表。允許插入或刪除操作的一端稱為棧頂，另一端稱為棧底，對堆棧的插入和刪除操作被稱為入棧和出棧。有一組CPU指令可以實(shí)現(xiàn)對進(jìn)程的內(nèi)存實(shí)現(xiàn)堆棧訪問。

其中，POP指令實(shí)現(xiàn)出棧操作，PUSH指令實(shí)現(xiàn)入棧操作。CPU的ESP寄存器存放當(dāng)前線程的棧頂指針，EBP寄存器中保存當(dāng)前線程的棧底指針。CPU的EIP寄存器存放下一個(gè)CPU指令存放的內(nèi)存地址，當(dāng)CPU執(zhí)行完當(dāng)前的指令后，從EIP寄存器中讀取下一條指令的內(nèi)存地址，然后繼續(xù)執(zhí)行。

https://blog.csdn.net/yingms/article/details/53188974
責(zé)任編輯：haq