(C语言内存十二)栈(Stack)是什么?栈溢出又是怎么回事?
引言
在《Linux下C语言程序的内存布局(内存模型)》中我们讲到,程序的虚拟地址空间分为多个区域,栈(Stack)是其中地址较高的一个区域。栈(Stack)可以存放函数参数、局部变量、局部数组等作用范围在函数内部的数据,它的用途就是完成函数的调用。
栈内存由系统自动分配和释放:发生函数调用时就为函数运行时用到的数据分配内存,函数调用结束后就将之前分配的内存全部销毁。所以局部变量、参数只在当前函数中有效,不能传递到函数外部。
栈的概念
在计算机中,栈可以理解为一个特殊的容器,用户可以将数据依次放入栈中,然后再将数据按照相反的顺序从栈中取出。也就是说,先放入的数据最后才能取出,而最后放入的数据必须先取出。这称为先进后出(First In Last Out)原则。
放入数据常称为入栈或压栈(Push),取出数据常称为出栈或弹出(Pop)。如下图所示:
![](https://img2020.cnblogs.com/blog/1582785/202106/1582785-20210618172648239-1203874702.png)
可以发现,栈底始终不动,出栈入栈只是在移动栈顶,当栈中没有数据时,栈顶和栈底重合。
从本质上来讲,栈是一段连续的内存,需要同时记录栈底和栈顶,才能对当前的栈进行定位。在现代计算机中,通常使用ebp寄存器指向栈底,而使用esp寄存器指向栈顶。随着数据的进栈出栈,esp 的值会不断变化,进栈时 esp 的值减小,出栈时 esp 的值增大。
ebp 和 esp 都是CPU中的寄存器:ebp 是 Extend Base Pointer 的缩写,通常用来指向栈底;esp 是 Extend Stack Pointer 的缩写,通常用来指向栈顶。
如下图所示是一个栈的实例:
![](https://img2020.cnblogs.com/blog/1582785/202106/1582785-20210618172657387-216812537.png)
栈的大小以及栈溢出
对每个程序来说,栈能使用的内存是有限的,一般是 1M~8M,这在编译时就已经决定了,程序运行期间不能再改变。如果程序使用的栈内存超出最大值,就会发生栈溢出(Stack Overflow)错误。
一个程序可以包含多个线程,每个线程都有自己的栈,严格来说,栈的最大值是针对线程来说的,而不是针对程序。
栈内存的大小和编译器有关,编译器会为栈内存指定一个最大值,在 VC/VS 下,默认是 1M,在 C-Free 下,默认是 2M,在 Linux GCC 下,默认是 8M。
当然,我们也可以通过参数来修改栈内存的大小。以 VS2010 为例,在工程名处右击,会弹出一个菜单,选择“属性”,会出现一个对话框,如下图所示:
该图中,我们将栈内存设置为 4M。提示:栈也经常被称为堆栈,而堆依然称为堆,所以堆栈这个概念并不包含堆,大家要注意区分。
当程序使用的栈内存大于默认值(或者修改后的值)时,就会发生栈溢出(Stack Overflow)错误。使用 VS2010 并切换到 Debug 模式,运行如下的代码:
int main(){
char str[1024*1024*2] = {0};
return 0;
}
局部字符数组 str 存储在栈上,占用 2M 的内存,超出了默认值 1M,所以会发生栈溢出错误,如下图所示:
ubuntu中修改栈空间大小
1、通过命令 ulimit -s 查看linux的默认栈空间大小,默认情况下 为2~10M
2、通过命令 ulimit -s 临时改变栈空间大小:ulimit -s 51200, 即修改为50M,最大值操作系统有限制。
3、通过配置文件,修改后为默认配置,/etc/rc.local下面,ulimit -s 51200 则可设置栈空间大小
4、在/etc/security/limits.conf 中也可以改变栈空间大小。