Так называемый стек Itanium-а

Это перевод The Itanium's so-called stack. Автор: Реймонд Чен.

В прошлом году я говорил о том, что процессоры Itanium имеют два стека. Первый из них - обычный "стек" (тот самый, на который ссылается регистр sp): блок памяти, управляемый вручную, из которого функции могут брать память для себя. Например, если вы объявите локальную переменную вроде

var
  szBuffer: array[0..MAX_PATH] of Char;

то этот буфер будет размещён в "стеке".

Но не все локальные переменные хранятся в "стеке".

Вспомните, что процессоры Itanium имеют большое количество регистров, большинство из которых участвуют в вызовах функций. Соответственно, многие локальные переменные будут размещаться в регистрах, а не в "стеке", и когда вызывается другая функция, эти регистры "складываются в запас" процессором и "выкладываются обратно" после возвращения управления. А куда они откладываются? Ну, часто процессор может откладывать их в другие свободные регистры с помощью механизма, который я не буду тут разбирать (те, кто этим интересуются, могут прочитать документацию Intel). Если у процессора заканчивается регистровая нычка, то он вынужден сохранять регистры в основную память (RAM), в место, известное под называнием "хранилище регистров" ("register backing store"). Это ещё один блок памяти в стиле стека, но отличный от "стека" (тут вы можете увидеть художественное впечатление раскладки стеков ia64 от Slava Oks).

Как мы уже отмечали, одним из следствий модели с двумя стеками является бонус, что порча стека (stack buffer overflow) не испортит адрес возврата функции, потому что адрес возврата не хранится в "стеке"; вместо этого, он хранится в "регистровой нычке" или (в случае нехватки свободных регистров) в хранилище регистров в основной памяти.

Другим следствием модели с двумя стеками будет то, что все попытки найти начало стека найдут только один стек. Пропуск второго стека вызовет проблемы, если вы хотите просмотреть стек на наличие каких-либо указателей или ссылок.

Архитектура Itanium бросает вызов многим неявным предположениям и прощает вам намного меньше технически-неверных-но-никем-в-действительности-не-опровергаемых махинаций, некоторые из которых я уже обсуждал в предыдущих статьях. Добавьте теперь к этому списку и "второй стек".