为 Linux 进程分配的堆栈内存在哪里？答案

【问题标题】：Where is the stack memory allocated from for a Linux process?为 Linux 进程分配的堆栈内存在哪里？
【发布时间】：2013-07-14 07:57:45
【问题描述】：

我们知道，当创建一个进程时，会为该进程分配一个堆栈。堆栈的大小在 linux 中通常为 8 Mb。我的问题是，这个堆栈是从哪里分配的？？从用户空间还是从系统空间？

【问题讨论】：

unix.stackexchange.com/questions/145557/…

标签： linux unix operating-system

【解决方案1】：

我希望您知道所有用户进程将仅保存在用户空间中的概念。它使用系统调用来让内核完成一些工作。

堆栈内存将成为内存中进程上下文区域的一部分。即用户空间。

假设您的进程正在运行，通过ps -ax 获取PID。假设 1234 是你的 PID。

cat /proc/1234/maps 将为您提供该特定进程的映射。

在该映射文件中，您可以检查stack 的堆栈映射。

【讨论】：

您的回答提供了很好的洞察力，因为我不知道这些。我有一个小的澄清.. 堆栈大小是如何确定的（我们通常说 8 mb）？总是8mb吗？
ulimit -s 将给出您的默认堆栈大小。 stackoverflow.com/questions/14471564/… 了解更多。 :)
感谢您的回答..!!
但是当一个进程存在时，就会为它分配一个内核堆栈。那么这个进程堆栈和内核堆栈是相同的还是不同的？

【解决方案2】：

首先你必须了解什么是分页和页面错误：How does x86 paging work?

内核与进程内存

Linux 内核保留两个虚拟内存区域：

一个用于内核内存
一个用于程序

精确拆分由CONFIG_VMSPLIT_... 配置。默认情况下：

在 32 位上：

底部3/4是程序空间：00000000到BFFFFFFF
前1/4是内核内存：C0000000到FFFFFFFF

像这样：

------------------ FFFFFFFF
Kernel
------------------ C0000000
------------------ BFFFFFFF


Process


------------------ 00000000

在 64 位上：当前仅实际使用 48 位，分成两个大小相等的不相交空间。 Linux 内核只是分配：
- 底部处理00000000 00000000 到008FFFFF FFFFFFFF
- 内核的顶部：FFFF8000 00000000 到 FFFFFFFF FFFFFFFF
像这样：
```
------------------ FFFFFFFF FFFFFFFF
Kernel
------------------ FFFF8000 00000000


(not addressable)


------------------ 008FFFFF FFFFFFFF
Process
------------------ 00000000 00000000
```

进程地址空间

简化程序虚拟进程的内存：

------------------ <--- Top of the process address space
Stack (grows down)
v v v v v v v v v
------------------

(unmapped)

------------------ <--- Maximum stack size.


(unmapped)


-------------------
mmap
-------------------


(unmapped)


-------------------
^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^
brk (grows up)
-------------------
BSS
-------------------
Data
-------------------
Text
-------------------

------------------- <--- Bottom or process address space.

堆栈分配

内核维护一个属于每个进程的页面列表，并将其与分页同步。

如果程序访问了不属于它的内存，内核会处理一个页面错误，并决定做什么：

如果超过最大堆栈大小，则将这些页面分配给进程
否则，向进程发送 SIGSEGV，这通常会杀死它

brk 和 mmap

这些系统调用允许进程显式地向内核请求内存块，而不是仅仅向下堆栈和段错误。

这里是brk的一个实际例子：What does brk( ) system call do?

这个答案解释了在可能的情况下使用堆栈的优势：What is the function of the push / pop instructions used on registers in x86 assembly?

物理记忆

内核和用户空间内存之间没有明确的划分：Is there an explict split between userspace and kernel in physical memory on Linux x86-64?

【讨论】：

【解决方案3】：

正如其他人所说，堆栈是在用户空间中分配的。但这里有更多关于这方面的细节，特别是关于它的规模和增长。

8 MB 实际上不是堆栈大小，而是最大堆栈大小。最初分配一小部分，内核在需要时（在页面错误之后）自动增长堆栈，使其低于堆栈大小限制。如果您执行超出限制的内存访问，则会出现分段错误。但是即使你没有达到这个限制，这意味着你可能仅仅通过填充堆栈就耗尽了物理内存（RAM +交换）。

这是我在回复How does stack allocation work in Linux? 时给出的参考：Mel Gorman 的论文Understanding The Linux Virtual Memory Manager。请特别参阅第 4.6.1 节 处理页面错误，但“区域无效但位于像堆栈这样的可扩展区域旁边”和相应的操作“扩展区域并分配页面”除外。另请参阅 D.5.2 扩展堆栈。

【讨论】：

【解决方案4】：

应用软件所需的堆栈内存是从用户空间分配的。

【讨论】：