C程序的堆棧和堆內存

Question

我想了解CPU在跟蹤程序堆棧/堆分配中的作用。

閱讀一些材料，我遇到這樣的：

堆棧區域傳統上鄰接堆區域和增長的相反方向;當堆棧指針遇到堆指針時，空閒內存耗盡。

堆棧和堆指針是否存儲在程序特定的寄存器中？

如果堆棧指針指向棧頂，並且（我假設）堆棧指針指向堆棧的末尾，這些指針在不覆蓋內存（溢出）的情況​​下會如何滿足？

這在現代系統中如何工作？

Answer 1

堆棧和堆指針是否存儲在特定於程序的寄存器中？

基於堆棧的體系結構（代表當前使用的絕大多數CPU）的CPU有一個特殊的堆棧指針寄存器。這是可能的，因爲堆棧本質上不會被分割。因此，一個單一的指針就足夠了。

沒有「堆指針」這樣的事情，因爲堆可能是一個零碎的數據結構。堆分配器保留一個特殊的內存片段表供分配，並在程序分配和釋放內存時進行調整。內存管理器還保存一個指向從堆中分配的最高地址的指針。

如果堆棧指針指向堆棧的頂部，和（我假設）堆指針指向堆的結束，怎麼會這些指針永遠滿足，而不會覆蓋內存（溢） ？

由於堆棧指針不能不會導致錯誤交叉，許多系統限制堆到一定數量的大小，並確保內存分配器不會讓堆的高點越過上限的堆棧。

注意：在支持併發的系統上，一次可能有多個活動的堆棧。在這種情況下，堆棧被設置爲彼此相鄰，並監視上限以檢測堆棧溢出。這裏是an article that describes techniques for detecting stack overflows。