调用函数时，堆栈指针递减以为局部变量分配空间

Question

我在某处读到堆栈指针在调用函数时递减以为局部变量分配空间。

我不明白这是怎么回事，因为根据我的说法，它应该增加。谁能解释一下？

Answer 1

首先，增加或减少它并不重要 - 区别仅在于 CPU 在 push/pop 操作时增加或减少 SP。这不会影响堆栈的本质：我们从堆栈中读取数据的顺序与放入时完全相反。

它的原因是历史性的：在没有基于分页的虚拟内存支持的机器上，我们有一个固定的地址空间。应该有代码、堆和堆栈以某种方式放置 - 不会相互覆盖。

程序的代码部分通常不会改变（除了 ASM 级别的自覆盖代码 - 今天几乎是超现实的，但即使在很久以前也很少见）。堆（数据）段的大小有时会增长，有时会缩小，有时还会出现碎片。堆栈只会增长或缩小，但不会分片。

这导致进程地址空间的典型内存布局是这样的：

1. 代码（开头）
2. 堆（紧跟在代码后面，但请注意：它的大小不同，不能与堆栈重叠！）
3. 堆栈（因为我们不知道堆会如何增长，所以它需要尽可能远离数据放置）。

这导致堆栈必须位于地址空间的末尾，但为了使其增长成为可能，必须在数据插入时减少它。

其他内存布局也是可能的，有一些 CPU 在数据插入时堆栈已经增长。

后来，随着基于分页的内存虚拟化的出现，这个问题本来可以大致解决（虽然如果虚拟地址空间的大小不够大，减少堆栈仍然更好）。但是没有必要为了零到一点的改进而破坏兼容性。