栈增长方向与大端/小端问题

亦凉 2022-08-05 11:10 96阅读 0赞

栈增长和大端/小端问题是和CPU相关的两个问题。  
在内存管理中，与栈对应是堆。对于堆来讲，生长方向是向上的，也就是向着内存地址增加的方向；对于栈来讲，它的生长方式是向下的，是向着内存地址减小的方向增长。在内存中，“堆”和“栈”共用全部的自由空间，只不过各自的起始地址和增长方向不同，它们之间并没有一个固定的界限，如果在运行时，“堆”和 “栈”增长到发生了相互覆盖时，称为“栈堆冲突”，系统肯定垮台。  
在常见的x86中内存中栈的增长方向就是从高地址向低地址增长。  
我们可以通过一些代码来判断栈的增长方向：

![复制代码][copycode.gif]

\#include<stdio.h>    
static  int stack\_dir;    
static  void find\_stack\_direction ( void)  \{    
     static  char   \*addr = NULL;    /\*  address of first  
                                     \`dummy', once known  \*/    
     char     dummy;           /\*  to get stack address  \*/    
  
     if (addr == NULL)    
    \{                            /\*  initial entry  \*/    
        addr = &dummy;    
  
        find\_stack\_direction ();   /\*  recurse once  \*/    
    \}    
     else                           /\*  second entry  \*/    
         if (&dummy > addr)    
            stack\_dir =  1;             /\*  stack grew upward  \*/    
         else    
            stack\_dir = - 1;            /\*  stack grew downward  \*/    
\}    
  
int main( void)    
\{    
    find\_stack\_direction();    
     if(stack\_dir== 1)    
        puts( " stack grew upward ");    
     else    
        puts( " stack grew downward ");    
     return  0;    
\}

![复制代码][copycode.gif]

find\_stack\_direction函数使用函数递归的方法  
第一次进入，由于addr为NULL，所以将字符变量dummy的地址赋值给静态变量addr  
第二次进入，由于静态变量addr已赋了值，所以进入 "Second entry."  
接着，将第二次进入的dummy地址和第一次进入的dummy地址相比较  
如果值为正，则堆栈向高地址增长；否则，堆栈向低地址增长  
  
大端/小端就是Big-Endian/Little-Endian问题  
大端：高位字节存在高地址上，低位字节存在低地址上  
小端：低位字节存在高地址上，高位字节存在低地址上   
有两种常见的方法来判断是大端还是小端  
方法一：使用指针

> int x=1;  
> if(\*(char\*)&x==1)  
>     printf("little-endian\\n");  
> else  
>     printf("big-endian\\n");  
>

方法二：使用联合

> union\{  
>     int i;  
>     char c;  
> \}x;  
> x.i=1;  
> if(x.c==1)  
>     printf("little-endian\\n");  
> else  
>     printf("big-endian\\n");  
>

下面是一个图示：

![Image 1][]

下面的代码是实现大端和小端整数的转换：

int chgendian(int x)\{  
    int x2=0;  
    char \*p=(char\*)&x;  
    int i=sizeof(int)-1;  
    while(i>=0)\{  
        x2|=\*p<<(i\*8);  
        i--;  
        p++;  
    \}  
    return x2;  
\}

[copycode.gif]: /images/20220731/36d982e5ba4646339d869b6f140f216c.png
[Image 1]: