栈增长方向与大端/小端问题

栈增长方向与大端/小端问题

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：

#include<stdio.h>
static int stack_dir;
static void find_stack_direction (void)
{
static char   *addr = NULL;
char    	  dummy;

if (addr == NULL)
{
addr = &dummy;

find_stack_direction ();
}
else
{
if (&dummy > addr)
stack_dir = 1;
else
stack_dir = -1;
}
}

int main(void)
{
find_stack_direction();
if(stack_dir==1)
puts("stack grew upward");
else
puts("stack grew downward");
return 0;
}

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

小端：高位字节存在高地址上，低位字节存在低地址上

大端：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 i=1;
char *p=(char *)&i;
if(*p==1)
printf("Little_endian");    //Little_endian
else
printf("Big_endian");   	//Big_endian

方法二：使用联合

// 若处理器是Big_endian的，则返回0；若是Little_endian的，则返回1
int Check_CPU( )
{
union w
{
int a;
char b;
} c;
c.a = 1;
return(c.b ==1);

}

联合体union的存放顺序是所有成员都从低地址开始存放，面试者的解答利用该特性，轻松地获得了CPU对内存采用Little-endian还是Big-endian模式读写。如果谁能当场给出这个解答，那简直就是一个天才的程序员。
补充：
所谓的大端模式，是指数据的低位（就是权值较小的后面那几位）保存在内存的高地址中，而数据的高位，保存在内存的低地址中，这样的存储模式有点儿类似于把数据当作字符串顺序处理：地址由小向大增加，而数据从高位往低位放；

所谓的小端模式，是指数据的低位保存在内存的低地址中，而数据的高位保存在内存的高地址中，这种存储模式将地址的高低和数据位权有效地结合起来，高地址部分权值高，低地址部分权值低，和我们的逻辑方法一致。

为什么会有大小端模式之分呢？这是因为在计算机系统中，我们是以字节为单位的，每个地址单元都对应着一个字节，一个字节为 8bit。但是在C语言中除了8bit的char之外，还有16bit的short型，32bit的long型（要看具体的编译器），另外，对于位数大于 8位的处理器，例如16位或者32位的处理器，由于寄存器宽度大于一个字节，那么必然存在着一个如何将多个字节安排的问题。因此就导致了大端存储模式和小端存储模式。例如一个16bit的short型x，在内存中的地址为0x0010，x的值为0x1122，那么0x11为高字节，0x22为低字节。对于大端模式，就将0x11放在低地址中，即0x0010中，0x22放在高地址中，即0x0011中。小端模式，刚好相反。我们常用的X86结构是小端模式，而KEIL
C51则为大端模式。很多的ARM，DSP都为小端模式。有些ARM处理器还可以由硬件来选择是大端模式还是小端模式。