判断一个地址属于堆、栈还是寄存器

Question

我手头有一个指向C/C++变量的指针。是否可能确定该变量属于内存的哪个段？如果可以，如何确定？

注意：我只有这个变量的地址，没有进一步的信息，例如变量是本地的还是全局的等。

- Amit Tomar

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不可能，至少没有一种可移植的方式。 - juanchopanza

你希望解决什么问题？你需要一个运行时或编译时的解决方案吗？寄存器没有地址。 - Maksim Burnin

我们刚刚争论全局变量是属于堆还是栈，想要自己确认一下 :P - Amit Tomar

回答实际问题：全局变量是独立的，不在堆栈或堆中。 - Bo Persson

@BradTilley：静态存储是否使用堆内存未指定，如果您依赖于此，则为未定义的行为。静态存储不能使用栈，因为后者会强制执行销毁顺序语义，这与前者不兼容。然而，堆不会强制执行此类限制，因此可以支持静态存储和栈。 - MSalters

感谢 @BoPersson 和 Maksim。学到了新东西 :-) - Amit Tomar

Answer 1

查找您的架构是否有指向堆或栈区域的指针。通常有一些堆栈指针或帧指针。

然后将实际地址与这些地址进行比较，并确定它们属于哪个区域。

- duedl0r

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呵呵，是的，你说得对 ;) 但如果你谈论异构架构，也有可能将全局变量放在堆栈或堆中。这也取决于架构。 - duedl0r

我有提到过 Univac 硬件也没有堆栈吗？-. - Bo Persson

我只相信1981年之后发明的东西，呵呵呵 :D - duedl0r

@BoPersson：只有当打孔卡片堆不算的时候 :P - Damon

Answer 2

如果您使用的是Linux系统（对于其他UNIX系统不确定），您可以在文件/proc/<pid>/maps中找到相关信息。

- doron

Answer 3

您可以首先确定可执行文件中不同部分的起始和结束位置。为此，您需要在链接器脚本中添加一些变量来标识每个部分，例如：

SECTIONS {
    [...]
    .data : {
        data_start = .;
        *(.data)
        data_end = .;
    }
    [...]
}

然后，您可以在C/C++代码中将这些变量声明为外部变量，并直接使用它们来比较您想要识别的地址。

调整链接器脚本可能并不容易。使用gcc，您可以通过以下命令将其转储出来：

gcc -Wl,-verbose whatever.c

然后尝试在（混乱的）输出中查找已定义的变量。

要获取堆栈的边界，您可以在main()函数开头实例化一个虚拟变量，并将其地址保存为堆栈顶部，然后在当前位置实例化另一个变量，这将给您底部。但是，请注意编译器可能不会完全像这样行事（C语言中变量的堆栈顺序不能保证，甚至不能保证使用堆栈），因此这应该可以工作，但不具备可移植性。

最后，对于堆，我没有什么技巧。我只会推断出不在data/bss/derivated中且不在堆栈中的变量将在堆中（排除寄存器，但如果您可以获取地址，我敢打赌编译器永远不会使用仅寄存器存储）。

- calandoa

Answer 4

我不确定它是否适用于您的情况，但您可以尝试使用 objdump -t 来查看 ELF 文件的符号表。您只需要知道变量的地址即可。在那里，您可以找到显示每个变量所属部分的标志。有关更多详细信息，请参阅 objdump 的手册页面。

示例输出：

0804a020 g     O .bss   00000004              var

它表示var是一个global Object，位于地址0804a020，部分为.bss

- Rsh