c - 为什么编译器创建一个变量 "twice"？

Question

我知道这是一个更“沉重”的问题，但我认为它也很有趣。它是 of my previous questions about compiler functions 的一部分, 但回过头来我解释得非常糟糕，许多人只回答了我的第一个问题，所以它是:

因此，如果我的知识是正确的，现代 Windows 系统使用分页作为切换任务并确保每个任务在内存中都有适当位置的方式。所以，每个进程都有自己的位置，从 0 开始。

当多任务生效时，内核必须将所有重要的寄存器保存到任务的堆栈中，我相信这比保存当前堆栈指针、更改页面条目以切换到另一个进程的物理地址空间、加载新进程堆栈指针, 弹出保存的寄存器并通过调用弹出的指令指针地址继续。

由于这个很好的特性(分页)，每个进程都认为它拥有触手可及的平坦内存。因此，没有远跳转、远指针、内存段或数据段。一切都很好，而且是线性的。

但是，当进程没有更多的分段时，为什么编译器仍然在堆栈上创建变量，或者直接在其他内存空间中创建全局变量，而不是直接在程序代码中创建变量？

举个例子，我有一段C代码:int a=10;

它被翻译成(英特尔语法):mov [position of a],#10

但是，您实际上在 RAM 中占用了比需要更多的字节。因为，前几个字节采用实际指令，在该指令完成后，有包含值 10 的新字节。

为什么，而不是这个，当不需要切换任何段(从而减慢处理速度)时，不只是将值 10 直接编码到这样的程序中:

xor eax,eax //just some instruction<br/>
10 //the value iserted to the program<br/>
call end //just some instruction

因为编译器知道每条指令的确切位置，所以在操作该变量时，它只会使用它的地址。

我知道，const 变量可以执行此操作，但当您无法更改它们时，它们并不是真正的变量。

我希望我能很好地解释我的问题，但我仍在学习英语，所以请原谅我的语法甚至语义错误。

编辑:

我已经阅读了您的答案，看来我可以根据这些修改我的问题:

所以，这里有人说全局变量实际上是直接附加到程序中的那段值，我的意思是，当变量是全局变量时，它是附加到程序的末尾，还是像本地变量一样在程序运行时创建执行，而不是直接在堆上的堆栈上？

如果是第一种情况——附加到程序本身，为什么局部变量还存在？我知道，你会因为递归而告诉我，但事实并非如此。当你调用函数时，你可以将任何内存空间压入堆栈，因此那里没有程序。

我希望你理解我的意思，内存的使用总是低效的，当一些值(甚至是 0)从一些指令在堆栈上创建时，因为你需要在程序中为该指令而不是实际的 var 空间。像这样:push #5 //instruction that says to create local variable with integer 5
而这条指令只是让数字 5 进入堆栈。请帮助我，我真的很想知道为什么会这样。谢谢。

Answer 1

考虑:

• 如果一个例程被递归调用(甚至在递归体面的解析器中间接调用)或从多个线程调用，局部变量可能同时存在多个，并且这些情况发生在相同 内存上下文
• 将程序内存标记为不可写并将堆栈+堆标记为不可执行是针对某些类型的攻击(堆栈粉碎...)的小而有用的防御措施，并且被某些操作系统使用(不过，我不知道 Windows 是否这样做)

您的提案不允许这两种情况。