堆栈：低内存与高内存地址的实际位置？

Question

我在一些教程中阅读了有关堆栈和内存地址位置的内容，并想知道为什么它们对低内存位置和高内存位置的引用不同？

这很令人困惑。

例如

低内存地址位于顶部，高内存地址位于底部

低内存地址位于底部，高内存地址位于顶部

当我用一个简单的程序尝试它时C，似乎低内存地址位于顶部。从bfbf7498 > bfbf749c > bfbf74a0 > bfbf74a4 > bfbf74a8 > bfbf74ac

user@linux:~$ cat > stack.c                     
#include <stdio.h>

int main()
{
        int A = 3;
        int B = 5;
        int C = 8;
        int D = 10;
        int E = 11;
        int F;
        F = B + D;

        printf("+-----------+-----+-----+-----+\n");
        printf("| Address   | Var | Dec | Hex |\n");
        printf("|-----------+-----+-----+-----|\n");
        printf("| %x  | F         | %d  | %X   |\n",&F,F,F);
        printf("| %x  | E         | %d  | %X   |\n",&E,E,E);
        printf("| %x  | D         | %d  | %X   |\n",&D,D,D);
        printf("| %x  | C         | 0%d  | %X   |\n",&C,C,C);
        printf("| %x  | B         | 0%d  | %X   |\n",&B,B,B);
        printf("| %x  | A         | 0%d  | %X   |\n",&A,A,A);
        printf("+-----------+-----+-----+-----+\n");
}
user@linux:~$ 

user@linux:~$ gcc -g stack.c -o stack ; ./stack 
+-----------+-----+-----+-----+
| Address   | Var | Dec | Hex |
|-----------+-----+-----+-----|
| bfbf7498  | F   | 15  | F   |
| bfbf749c  | E   | 11  | B   |
| bfbf74a0  | D   | 10  | A   |
| bfbf74a4  | C   | 08  | 8   |
| bfbf74a8  | B   | 05  | 5   |
| bfbf74ac  | A   | 03  | 3   |
+-----------+-----+-----+-----+
user@linux:~$ 

Answer 1

为什么堆栈地址会朝着内存地址递减的方向增长？

这个线程对你的问题有一个很好的答案。它还具有非常好的视觉效果。

https://unix.stackexchange.com/questions/4929/what-are-high-memory-and-low-memory-on-linux?utm_medium=organic&utm_source=google_rich_qa&utm_campaign=google_rich_qa

这也是一个很好的解释（但具体与 unix/linux 相关）

本质上它完全依赖于平台

为什么某些堆栈内存增长不同的解释：

根据操作系统（Linux 实时与普通）和下面的语言运行时系统，可以使用多种不同的方法：

1) 动态的，通过页面错误

通常会预先分配一些实际页面到更高的地址，并将初始 sp 分配给该地址。栈向下增长，堆向上增长。如果页面错误发生在堆栈底部下方，则会分配并映射丢失的中间页面。有效地自动从顶部到底部增加堆栈。通常存在执行此类自动分配的最大值，该最大值可以或不能在环境 (ulimit)、exe 标头中指定，或由程序通过系统调用 (rlimit) 动态调整。尤其是这种可调整性在不同操作系统之间差异很大。通常还存在一个限制，即距离堆栈底部“多远”，页面错误被认为是正常的并且会发生自动增长。请注意，并非所有系统的堆栈都向下增长：在 HPUX 下，它（使用过？）向上增长，因此我不确定 PA-Risc 上的 linux 会做什么（有人可以对此发表评论）。

2）固定尺寸

其他操作系统（尤其是在嵌入式和移动环境中）要么根据定义具有固定大小，要么在 exe 标头中指定，或者在创建程序/线程时指定。特别是在嵌入式实时控制器中，这通常是一个配置参数，并且各个控制任务会获得修复堆栈（以避免失控线程占用更高优先级控制任务的内存）。当然，在这种情况下，内存也可能仅被虚拟分配，直到真正需要为止。

3) 按页、意大利面条和类似的

这种机制往往会被遗忘，但仍在某些运行时系统中使用（我知道 Lisp/Scheme 和 Smalltalk 系统）。它们根据需要动态分配和增加堆栈。但是，不是作为单个连续段，而是作为多页块的链接链。它需要编译器生成不同的函数入口/出口代码，以便处理段边界。因此，此类方案通常由语言支持系统而不是操作系统本身来实现（过去很早 - 叹息）。原因是，当您在交互式环境中拥有许多（例如数千个）线程时，预分配例如 1Mb 只会填满您的虚拟地址空间，并且您无法支持以前未知单个线程的线程需求的系统（这是通常是在动态环境中的情况，其中用户可能会将评估代码输入到单独的工作区中）。因此，上面方案 1 中的动态分配是不可能的，因为会有其他线程拥有自己的堆栈。堆栈由较小的段（例如 8-64k）组成，这些段从池中分配和释放，并链接到堆栈段链中。对于延续、协程等的高性能支持也可能需要这样的方案。

现代 unixes/linuxes 和（我猜，但不是 100% 确定）windows 使用方案 1) 作为 exe 的主线程，2) 用于额外的 (p-) 线程，这些线程需要线程创建者给出的固定堆栈大小最初。大多数嵌入式系统和控制器使用固定（但可配置）的预分配（在许多情况下甚至是物理预分配）。

抱歉，如果这个答案有点密集，我不确定是否可以简单地给出一个有效的解释。至于为什么你在C语言中给出的例子的低内存地址位于顶部，最简单的解释是C语言就是这样构建的。