【C++】面试基础重点知识

进程虚拟地址空间划分和布局
函数调用堆栈的详细过程

进程虚拟地址空间划分和布局

任何的编程语言=》都会产生两种东西

1.指令

2.数据

当一个程序运行时，Linux操作系统会给当前进程分配一个2的32次方的一块虚拟地址空间也就是4个G。（×86 32位Linux系统下）

拓展：

它存在，你可以看得见，它是物理的

它存在，你看不见，它是透明的

它不存在，你却可以看见，它是虚拟的

它不存在，你也看不见，它是被删除的

用户空间（3G）：

0×00000000到0×08048000此段不可访问/读写

指令在运行时存放在代码段/.text段

.rodata 只读数据段

.data 数据段存放初始化或者初始化不为0的

.bss 数据段存放未初始化或者初始化为0的（内核会自动给该段数据清0）

.heap 堆空间

.加载动态链接库*.dll *so

stack 函数运行时栈空间

命令行参数和环境变量

此上为用户空间默认划分大小

内核空间（1G）：

ZONE_DMA（16mb）

ZONE_NORMAL（800mb）

ZONE_HIGHMEN

全局变量：不管是不是静态的都叫做数据，编译后都会产生符号，初始化并不为0的都放在.data段

未初始化或初始化为0的都放在.bss段。

局部变量：编译不会产生符号，会生成指令。

比如 int a = 12；会产生指令 mov dword ptr $a$ , 0Ch，不管是否初始化后者初始化为0都会存放在.text段

但是对于静态局部变量，初始化了并且不为0，会存放在.data段。未初始化或者初始化为0 会存放在...bss段

注意：每一进程的用户空间是私有的，内核空间是共享的

函数调用堆栈的详细过程

cpp 复制代码

#include <iostream>

// 求和函数
int sum(int a, int b) 
{
	int temp = 0;
	temp = a+b;
    return temp;
}

int main() 
{
    // 测试求和函数
    int num1 = 10;
    int num2 = 20;
    int result = sum(num1, num2);
    std::cout << result << std::endl;

    return 0;
}

底层分析：

int num1 = 10;

对应指令：mov dword ptr $ebp - 4$ ,0Ah
int num1 = 20;

对应指令：mov dword ptr $ebp - 8$ ,14h
int result = sum(num1, num2);

会先调用sum函数

mov eax,dword ptr $ebp -8$

push eax

mov eax, dword ptr $ebp - 4$

push eax

call sum //自动将下一行地址压栈

得到地址后

add esp,8

mov dword ptr $ebp-0Ch$ ,eax
进入左括号 int sum(int a, int b) {在原来的栈帧中开辟新空间

底层指令：

push ebp

mov ebp,esp

sub esp,4Ch

rep stos

for
int temp = 0;

底层指令：mov eax,dword ptr $ebp - 4$ ,0
temp = a+b;

底层指令：mov eax,dword ptr $ebp+8$ a+b

mov dword ptr $ebp-4$ ,eax
return temp;

底层指令：mov eax,dword ptr $ebp-4$ 把temp的值保存在寄存器eax中
} //出右括号

底层指令：mov esp,ebp

pop ebp

ret //出栈操作，把出栈的内容放入CPU的PC寄存器里

举例：

在函数外边可以正常打印里面的返回值，因为栈内存空间的数据还在，但是当中间有调用别的函数就会覆盖此处的空间从而报错。所以这样的代码不安全。

编译过程：

预编译

#开头的命令，除了#pragma lib/link等

编译

g++/gcc -O

汇编

符号表的输出

二进制可重定位的目标文件（*.obj）

** . o文件格式

链接过程：

编译完成的所有.o文件 + 静态库文件

步骤一：所有.o文件段的合并，符号表合并后，进行符号解析

步骤二：符号的重定位（重定向）

符号解析成功后给所有的符号分配虚拟空间地址。

readelf -S main.o 查看各个段