堆栈由编译器或操作系统/架构创建

Posted 2023-02-21

【中文标题】堆栈由编译器或操作系统/架构创建

【英文标题】：The stack is created by compiler or OS/architecture

【发布时间】：2011-04-06 02:12:47

【问题描述】：

这个问题是我上一个问题的后续问题

stack growth direction

我想知道堆栈是由编译器还是操作系统/架构创建的？另外，操作系统如何知道这些编译器特定的东西？例如：C++ 允许变量在堆栈和堆上创建数据，而 java 只允许堆。

如果堆栈是在堆上创建的，如帖子中所述，系统如何知道它，因为系统只知道堆栈指针和基指针。

【问题讨论】：

What and where are the stack and heap的可能重复

从 Java 的角度看，我看不出这两个问题是如何联系起来的。您确实意识到 JVM 有效地充当 Java 世界中的平台/架构，是吗？

@Byron 这只是我之前问题的后续。问题也不在于了解堆栈。在我之前的帖子中，有人说可以在堆上创建堆栈以防止缓冲区溢出之类的事情。那么如果在堆上创建，系统怎么知道呢？

@brett，是的，很明显您需要基本了解堆栈和堆是什么。仔细阅读欺骗答案。您可以在堆中创建特定的堆栈数据结构，但这不是我们正在谈论的基本堆栈结构。

@brett，我刚刚阅读了您最后接受的答案中的 cmets。内存都是一样的，但从概念上讲，栈 = 编译时分配的内存，堆 = 动态分配的内存。我希望这很清楚。

【参考方案1】：

堆栈是操作系统为您的程序分配的内存位置。一旦它被分配，操作系统会设置一个寄存器（在 x86 上，它是esp）到堆栈所在的位置，然后它会启动你的程序。编译器知道，如果他们使用这个寄存器中的值作为堆栈指针，他们会没事的。然后他们做任何他们想做的事。操作系统只是分配一个区域。它不关心它之后如何使用。

操作系统不知道您的程序将主要使用堆栈还是堆。然而，由于大多数编程语言以某种方式使用堆栈，它知道它应该分配一个。例如，Java 将其对象存储在堆上，但 JVM 的大多数实现将使用堆栈来维护调用帧（和原始局部变量），因此它也需要堆栈。

【讨论】：

对于 Java，它应该读作 一个堆栈，因为我们为每个正在运行的线程有一个 jvm 堆栈。

在可执行文件头中通常有一个用于主线程堆栈大小的字段（该字段由编译器设置，通常可以使用链接器选项设置）。此外，在创建堆栈时，通常可以设置线程堆栈大小。

JVM 线程堆栈可能与实际的 java 程序内存相同，也可能不同。这说起来很复杂，但是 JVM 可以为每个 java 线程从它用于其本机代码的系统堆栈中跟上一个单独的堆栈。

【参考方案2】：

堆栈最明确地由编译器定义，操作系统为它分配空间，但这相对微不足道。堆栈是内存中的一个专用位置，编译器使用它（编译器定义使用它的指令）来控制程序执行流程和存储局部变量等。

所以操作系统不知道编译器特定的东西。堆栈仍然存储在主内存中，它不是您（程序员）可以直接控制的内存的一部分。

【参考方案3】：

为虚拟机中的每个线程创建一个 Java 虚拟机堆栈。堆栈存储帧，除了帧的push和pop操作外，不能直接操作内容。

每次调用消息时都会创建框架，用于存储数据和部分结果，以及执行动态链接、方法返回值和调度异常。

语言规范详细说明，Java 虚拟机堆栈类似于 C 等传统语言的堆栈。所以对我来说，很明显 jvm 堆栈模型是在 jvm 实现中编码和使用的，而不是由主机操作系统提供的。

【参考方案4】：

传统上，堆栈是放置机器代码调用的返回地址的位置（因此它可以在完成后返回）。因此，有一些指令可以轻松访问内存中的这个位置。

很快发现，将参数与返回地址一起放入调用是一种非常简单有效的方法。这已经发展到处理本地地址等。