堆栈指针和分段

Question

  

可能重复：
  How does a stack memory increase?

让我们想一下使用分段的操作系统 我的问题是：os是否接受了堆栈指针的每个变化 并且非常（或非常不稳定地）在物理记忆中分配/释放空间
或者它使用一个聪明的策略来分配比你需要的内存更多的内存，只有当释放的内存达到一定数量时才解除内存？

我希望我的讨论足够明确。

Answer 1

如果我理解你的要求是正确的，答案如下：

操作系统在创建进程开始时为堆栈分配一定量的空间。当堆栈操作发生时，处理器自动递增和递减堆栈指针，并且软件递减堆栈指针以为临时数据分配空间（如在函数调用中）。它会递减，因为堆栈实际上会减少，如果指针超出给定的分配空间，则会发生堆栈溢出。分配的空间量因系统而异。操作系统可以做的唯一可能的“技巧”是分页，它可以将内存标记为已分配，但在软件使用它之前不会实际分配物理内存。这称为请求分页，并且具有更多应用程序，而不是堆栈。

Answer 2

另外还要添加上述答案。
 进程的堆栈向堆增长，操作系统必须确保这些区域不重叠 当堆栈需要更多空间（即堆栈指针指向非法/未分配的内存）时，会导致页面错误。

1. 编写页面错误的中断操作符，使其读取当前堆栈指针，查找是否由于堆栈增长而发生页面错误的最大限制，还是因为我们触及了虚拟内存的一部分（属于代码/数据）尚未映射到物理内存（请求分页）。
2. 如果由于堆栈增长而发生页面错误
   • 我们检查是否达到了堆栈的最大大小，在GNu / Linux系统上是8Mb（默认）
   • 接下来我们看看是否通过分配新页面来堆叠它是否与堆重叠
   • 接下来可能会进行一些更健全的检查。
   • 如果以上所有内容都通过，则分配新页面
   • 如果其中一个检查失败，则会出现seg fault或stack overflow，具体取决于实现。
3. 如果我们在上一步中分配了一个新页面，则更新错误进程的堆栈指针，将新映射添加到错误进程的页表中，并且页面错误处理程序将控制权返回到错误指令，通常是push或pusha（在程序集中，x86）。
PS：以上步骤来自我的基于pintos OS的UG OS课程的操作系统分配，实际步骤可能会有所不同（在像OS这样的操作系统中很复杂）。这是link到堆栈的一部分增长见第4.3.3节。