9.1 程序内存布局

编译器后端不是在“抽象空间”里发射指令。每一条寻址、每一次加载/存储（load/store）、每一种调用序列，都默认了一个运行时内存模型：代码放哪、全局数据放哪、栈帧如何生长、动态对象如何分配。

工程上常先用四个区域建立直觉：

• 代码段（text）存放指令

• 全局/静态区存放进程期数据

• 栈区存放调用期活动记录

• 堆区存放动态管理对象

不同平台会有不同细节，但这个划分已经足够支撑编译器实现中的大部分正确性讨论。

为什么后端必须关心它

前端主要处理语法、名字和类型。后端要把这些事实变成真实地址和可执行动作。

• 局部变量要落到寄存器或栈槽

• 静态对象要落到数据段并通过符号重定位访问

• 堆对象要通过运行时分配协议创建

所以内存布局会直接影响：

• 指令选择与寻址模式

• ABI 与跨语言互操作

• 分配策略与逃逸分析

• 调试信息与回溯可用性

真正的分类轴：生命周期

初学者常按“值长什么样”分类，但工程上更可靠的是问：谁管理它、活多久。

• 小对象也可能在堆上，只要它逃逸当前函数

• 数组也可能在栈上，只要生命周期受帧控制

• 字符串字面量通常是静态只读数据，不是堆对象

因此编译器工程里最关键的问题是：该存储在什么时点仍然有效，谁负责它的失效/回收。

边界例子

return &localVar 在语法和很多类型系统层面都“像是合法”，但运行时语义错误：函数返回后栈帧弹出，地址悬垂。这个错误只能靠内存布局与生命周期模型看出来。

这也是为什么运行时环境章节不只是系统课内容，而是编译器正确性的一部分。