是程序还是操作系统负责设置堆栈答案

【问题标题】：Is it the program or the OS that is responsible for setting up the stack是程序还是操作系统负责设置堆栈
【发布时间】：2010-07-16 13:02:22
【问题描述】：

问这个问题是因为作者正在构建一个编译器（src -> asm），并且正在编写用于生成汇编代码的代码。

当程序在基于 Linux（实际上是任何操作系统）的操作系统上执行时，首先发生的事情之一是堆栈被设置，并且 SP 寄存器被分配了堆栈开头的内存地址。

我很好奇执行上述操作的责任在于程序还是操作系统本身。如果是程序的责任，程序是如何完成的（特别是在Linux基础环境中）？

单个程序必须执行哪些其他操作才能开始执行其主要功能？

感谢带有注释的 i386 NASM 汇编代码的示例。此外，任何可以帮助作者实现目标的网络资源也将不胜感激。

【问题讨论】：

这位评论员想知道为什么作者用第三人称谈论自己。
我简单的头脑无法处理手动内存管理而不意外跨越几个突触'。肯定有副作用的，呵呵。

标签： linux assembly

【解决方案1】：

你可以去搜索关于 linux 的 ELF 格式。以及用于 windows 的 PE-COFF。

这些是可执行文件的格式，这是操作系统知道的。在 Linux 下，您有负责加载程序的模块，并且在其他模块中使用可执行格式来正确加载程序。

编辑：来自 glibc 的线索给出答案：

/*
[snip]
%esp        The stack contains the arguments and environment:
        0(%esp)         argc
        4(%esp)         argv[0]
        ...
        (4*argc)(%esp)      NULL
        (4*(argc+1))(%esp)  envp[0]
        ...
                    NULL
[snip]
*/
[snip]
_start:
    /* Clear the frame pointer.  The ABI suggests this be done, to mark
       the outermost frame obviously.  */
    xorl %ebp, %ebp

    /* Extract the arguments as encoded on the stack and set up
       the arguments for `main': argc, argv.  envp will be determined
       later in __libc_start_main.  */
    popl %esi       /* Pop the argument count.  */
    movl %esp, %ecx     /* argv starts just at the current stack top.*/

    /* Before pushing the arguments align the stack to a 16-byte
    (SSE needs 16-byte alignment) boundary to avoid penalties from
    misaligned accesses.  Thanks to Edward Seidl <seidl@janed.com>
    for pointing this out.  */
    andl $0xfffffff0, %esp
    pushl %eax      /* Push garbage because we allocate
                   28 more bytes.  */

    /* Provide the highest stack address to the user code (for stacks
       which grow downwards).  */
    pushl %esp

    pushl %edx      /* Push address of the shared library
                   termination function.  */

[snip]

【讨论】：

【解决方案2】：

操作系统将为您设置 SP 并将程序参数放在堆栈上。您的程序无需进行任何特殊设置即可运行。

至于程序启动时Linux上的实际堆栈布局，您可以查看this document了解详情。

【讨论】：

【解决方案3】：

操作系统的程序加载器负责将堆栈空间分配给可执行进程。堆栈只是加载程序在将程序加载到 RAM 中执行时修复的一个内存段（查看您的链接映射）。其他段包括未初始化内存和已初始化内存。加载器也称为“可重定位”加载器，表示它负责将程序加载到内存中方便的位置。

为嵌入式系统进行交叉编译/链接时，链接规范包含在加载时使用的堆和堆栈信息。

【讨论】：