标签：栈分配和管理的技巧 (linux 内核堆)

在计算机编程中，栈是一种常见的数据结构，它常常被用来存储程序执行时的运行状态。栈的特点是后进先出，也就是说最后放进去的数据更先被取出来。栈的分配和管理对程序的正确性和性能都有重要的影响，本文将介绍一些。 一、栈的分配 栈的分配是指在程序运行时为栈分配一定的空间。栈的大小应该足够存储程序执行过程中所需要的所有数据。如果栈的大小不够，就会导致栈溢出，程序终止执行。栈的分配可以在编译时或者运行时进行。 1. 编译时分配 在编译时，可以根据程序需要分配一定的栈空间。这种方式的优点是程序在运行时不需要进行栈的分配，节省了栈分配的时间，提高了程序的性能。但是这种方式存在一个问题，就是栈的大小是固定的，如果程序需要的栈空间超过了编译时指定的大小，程序就会因为栈溢出而终止。 2. 运行时分配 在程序运行时，可以根据需要为栈分配空间，这样可以保证栈的大小可以根据程序的需要进行动态调整。这种方式的优点是程序不需要事先知道需要的栈空间大小，所以可以避免栈溢出的问题，但是也存在一些缺点，比如栈的分配需要时间，同时需要保证栈的访问是线程安全的。 二、栈的管理 栈的管理是指在程序运行过程中如何有效地管理栈空间，避免栈的溢出和浪费。 1. 避免深层次的递归函数 递归函数是常常使用栈的一种情况，但是过深的递归调用会导致栈空间的浪费和栈溢出。因此，在写递归函数时应该尽量避免过深的递归调用，或者考虑使用循环代替递归。 2. 合理地使用栈空间 在程序运行时，应该合理地使用栈空间，避免栈的空间浪费。比如可以使用局部变量代替全局变量，这样可以减小栈空间的使用，同时也可以提高程序的性能。 3. 避免在函数中使用大量的变量 如果在函数中定义了大量的变量，就会占用大量的栈空间，容易导致栈的溢出。因此，在编写函数时应该尽量避免定义过多的变量，或者考虑将变量定义在函数外部。 4. 使用栈指针进行栈管理 栈指针是指向栈中元素的指针，使用栈指针进行栈的操作可以避免栈空间的浪费和栈的溢出。比如可以使用栈指针控制栈的大小，同时可以使用栈指针进行栈的操作，如入栈和出栈。 5. 栈的覆盖检查 栈的覆盖检查是指在程序运行过程中检查栈的使用是否合理，避免栈的溢出和浪费。比如可以设置一个栈指针的上限，当栈空间分配的大小超过了上限时，程序会自动停止执行，避免栈的溢出。同时也可以通过检查栈指针的位置来判断栈是否已经满了，以避免入栈操作导致栈的溢出。 结论 栈的分配和管理对程序的正确性和性能都有重要的影响。在编写程序时需要考虑到栈的大小和栈的管理问题，以避免栈的溢出和浪费，提高程序的性能。在实际开发中，可以采用适当的栈分配和管理技巧，如合理地使用栈空间，避免深层次的递归函数等，以保证程序运行的稳定性和可靠性。 相关问题拓展阅读： linux为什么需要内核栈，系统调用时直接使用用户栈不行吗 LINUX的五大内核是什么？ Linux内核有多大，不同Linux版本内核有什么差别呢 linux为什么需要内核栈，系统调用时直接使用用户栈不行吗 在空气中喷出 内核栈和用户栈区别： intel的cpu分为四个运行级别ring0~ring3 内核创建进程，创建进程的同时创建进程控制块，创建进程自己的堆栈 一个进程有两个堆栈，用户栈和系统栈 用户堆栈的空间指向用户地址空间，内核堆栈的空间指向内核地址空间。 有个CPU堆栈指针寄存器，进程运行的状态有用户态和内核态，当进程运行在用户态时。CPU堆栈指针寄存器指向的是用户堆栈地址，使用的是用户堆栈；当进程运行在内核态时，CPU堆栈指针寄存器指向的是内核堆栈地址，使用的是内核堆栈。 堆栈切换 当系统因为系统调用（软中断）或硬件中断，CPU切换到特权工作模式，进程陷入内核态，进程使用的栈也要从用户栈转向系统栈。 从用户态到内核态要两步骤，首先是将用户堆栈地址保存到内核堆栈中，然后将CPU堆栈指针寄存器指向内核堆栈。 当由内核态转向用户态，步骤首先是将内核堆栈中得用户堆栈地址恢复到CPU堆栈指针寄存器中。 内核栈和用户栈区别 1. 栈是系统运行在内核态的时候使用的栈，用圆悉好户栈是系统运行在用户态时候使用的栈。 当进程由于中断进入内核态时，系统会把一些用户态的数据信息保存到内核栈中，当返回到用户态时，取出内核栈中得信息恢复出来，返回到程序原来执行的地方。 用户栈就是进程在用户空间时创建的栈，比如一般的函数调用，将会用到用户栈。 2. 内核栈是属于操作系统空间的一块固定区域，可以用于保存中断现场、保存操作系统子程序间相互调用的参数、返回值等。 用户栈是属于用户进程空间的一块区域，用户保存用户进程子程序间的相互调用的参数、返回值等。 3. 每个Windows 都有4g的进程空间，系统栈使用进程空间的地段部分，用户栈是高端部分如果用户要直接访问系统栈部分，需要有特殊的方式。 为何要设置两个不同的栈? 共享原因： 内核橘铅的代码和数据是为所有的进程共享的，如果不为每一个进程设置对应的内核栈，那么就不能实现不陆枝同的进程执行不同的代码。 安全原因： 如果只有一个栈，那么用户就可以修改栈内容来突破内核安全保护。 LINUX的五大内核是什么？ 你问的应该是模块吧 去QQ群：吧！linux内核五大模块 Linux内核的五大模块 1.进程调度模块 2.内存管理模块 3.文件系统模派塌块 4.进程间通信模块 5.网络接口模块 进程调度模块 用来负责控制进程对CPU 资源的使用。所采取的调度策略是各进程能够公平合理地访问CPU, 同时保证内核能及时地执行硬件操作。尘芦圆 内存管理模块 用于确保所有进程能够安全地共享机器主内存区, 同时, 内存管理模块还支持虚拟内存管理方式, 使得Linux 支持进程使用比实际内存空间更多的内存容量。并可以利用文件系统, 对暂时不用的内存数据块交换到外部存储设备上去, 当需要时再交哗毁换回来。 文件系统模块 用于支持对外部设备的驱动和存储。虚拟文件系统模块通过向所有的外部存储设备提供一个通用的文件接口,隐藏了各种硬件设备的不同细节。从而提供并支持与其它操作系统兼容的多种文件系统格式。 进程间通信模块 用于支持多种进程间的信息交换方式 网络接口模块 提供对多种网络通信标准的访问并支持许多网络硬件。 你说春瞎的Linux内核的五大特性吧…… 今年年初的新闻了 Linus Torvalds将Linux 2.6.28作为圣诞礼物送给所有Linux用户，现在新年已过，是时候回顾这个去年最重要的内核版本了。Computerworld.com的一位博客列出了他认为的Linux 2.6.28 五大特性。 信息来源”岁月联盟” 1.Ext4：新的文件系统改进了硬盘储存，支持更大的文件，更快的I/O，更好的日志，不需要整理败慎碎片。使用MySQL 5.0的非正规显示，在400GB数据库中写入速度提高了30%。 “岁月联盟”提供 2.GEM显存管理器：以廉价的Intel 915芯片组为例，在GEM的帮助下它的速度提升了50%。 3.磁盘防震保护：如果探测到磁盘快速的移动(比如笔记本掉到地板上)，它会让硬盘的读/写磁头降低速度。.分阶段驱动（Staging Drivers）：Linux对硬件的支持虽然不错但称不上完美，如果你使用一个新硬件就可能会遇到驱动问题，分阶段驱动可以部分的解决这一问题。 5.网络改进：2.6.28 kernel支察森敬持UWB (Ultra Wide Band)、Wireless USB、UWB-IP，和诺基亚的移动Phonet Network。 Linux内核有多大，不同Linux版本内核有什么差别呢 根据版本的不同，内核大小也不同，新版本为几百M。 1、发行版的不同，主要是对于版本的选择，稳定性的测试，还有错误修正补丁都会让每个发行版有自己特殊的内核。 2、官方内核的不同，这个区别很好说，官方的开发是基于 git 版本控制的，去看两个 git 版本就知道了。一般是硬件支持，还有新的功能算法，还有驱动增减，错误修补什么的。 Linux的内核版本编号有点像如下的样子： 2.6.32-642.el6.x86_64 主版本.次版本。发布版本-修改版本。...