Кажется, я понял идею стека вызовов в дизайне языков программирования. Но я не могу найти (вероятно, я просто не ищу достаточно) достойного объяснения того, что такое stack frame.
Поэтому я хотел бы попросить кого-нибудь объяснить мне это в нескольких словах.
Кадр стека - это кадр данных, который помещается в стек. В случае стека вызовов кадр стека будет представлять вызов функции и данные ее аргумента.
Если я правильно помню, сначала в стек помещается адрес возврата функции, затем аргументы и пространство для локальных переменных. Вместе они составляют «каркас», хотя это, вероятно, зависит от архитектуры. Процессор знает, сколько байтов находится в каждом кадре, и соответственно перемещает указатель стека по мере того, как кадры выталкиваются и выталкиваются из стека.
Существует большая разница между стеками вызовов более высокого уровня и стеком вызовов процессора.
Когда мы говорим о стеке вызовов процессора, мы говорим о работе с адресами и значениями на уровне байтов / слов в ассемблере или машинном коде. Когда говорят о языках более высокого уровня, существуют «стеки вызовов», но они представляют собой инструмент отладки / времени выполнения, управляемый средой выполнения, так что вы можете регистрировать, что пошло не так с вашей программой (на высоком уровне). На этом уровне часто известны такие вещи, как номера строк, имена методов и классов. К тому времени, когда процессор получает код, он совершенно не понимает этих вещей.
Если вы хорошо разбираетесь в стеке, тогда вы поймете, как работает память в программе, и если вы поймете, как работает память в программе, вы поймете, как хранятся функции в программе, и если вы поймете, как хранятся функции в программе, вы поймете, как работает рекурсивная функция, и если вы понимаете, как работает рекурсивная функция, вы поймете, как работает компилятор, и если вы поймете, как работает компилятор, ваш ум будет работать как компилятор, и вы очень легко отладите любую программу
Позвольте мне объяснить, как работает стек:
Сначала вы должны знать, как функции представлены в стеке:
Куча хранит динамически назначаемые значения.
Стек хранит значения автоматического выделения и удаления.
Давайте разберемся на примере:
def hello(x):
if x==1:
return "op"
else:
u=1
e=12
s=hello(x-1)
e+=1
print(s)
print(x)
u+=1
return e
hello(4)
Теперь разберитесь в частях этой программы:
Теперь посмотрим, что такое стек и что такое части стека:
Размещение стека:
Помните одну вещь: если условие возврата какой-либо функции будет выполнено, независимо от того, загрузили оно локальные переменные или нет, оно немедленно вернется из стека с его фреймом стека. Это означает, что всякий раз, когда какая-либо рекурсивная функция удовлетворяет базовое условие, и мы помещаем возврат после базового условия, базовое условие не будет ждать загрузки локальных переменных, которые находятся в части «else» программы. Он немедленно вернет текущий кадр из стека, после чего следующий кадр теперь находится в записи активации.
Посмотрите это на практике:
Выделение блока:
Итак, теперь всякий раз, когда функция встречает оператор return, она удаляет текущий кадр из стека.
При возврате из стека значения будут возвращены в обратном порядке, в котором они были размещены в стеке.
hello() рекурсивно вызвал hello(), который затем (снова) рекурсивно вызвал hello(), а глобальный кадр - это исходная функция, которая вызвала первый hello()?
- person Andy J; 14.07.2018
Быстрое завершение. Может у кого-то есть объяснение получше.
Стек вызовов состоит из одного или нескольких кадров стека. Каждый кадр стека соответствует вызову функции или процедуры, который еще не завершился возвратом.
Чтобы использовать кадр стека, поток хранит два указателя, один называется указателем стека (SP), а другой - указателем кадра (FP). SP всегда указывает на «верх» стека, а FP всегда указывает на «верх» кадра. Кроме того, поток также поддерживает счетчик программ (ПК), который указывает на следующую инструкцию, которая должна быть выполнена.
В стеке хранятся: локальные переменные и временные, фактические параметры текущей инструкции (процедура, функция и т. Д.)
Существуют разные соглашения о вызовах, касающиеся очистки стека.
«Стек вызовов состоит из фреймов стека ...» - Википедия
Фрейм стека - это вещь, которую вы кладете в стек. Это структуры данных, содержащие информацию о вызываемых подпрограммах.
У программистов могут возникнуть вопросы о кадрах стека не в широком смысле (что это отдельная сущность в стеке, которая обслуживает только один вызов функции и сохраняет адрес возврата, аргументы и локальные переменные), а в узком смысле - когда упоминается термин stack frames в контексте параметров компилятора.
Независимо от того, имел ли в виду автор вопроса или нет, но концепция кадра стека с точки зрения параметров компилятора является очень важной проблемой, не охваченной здесь другими ответами.
Например, компилятор Microsoft Visual Studio 2015 C / C ++ имеет следующий параметр, связанный с stack frames:
GCC имеют следующее:
Компилятор Intel C ++ имеет следующее:
который имеет следующий псевдоним:
Delphi имеет следующий параметр командной строки:
В этом конкретном смысле, с точки зрения компилятора, фрейм стека - это просто код входа и выхода для подпрограммы, который помещает якорь в стек - который также можно использовать для отладки и для обработки исключений. . Инструменты отладки могут сканировать данные стека и использовать эти привязки для обратной трассировки, находя call sites в стеке, т.е. отображать имена функций в том порядке, в котором они были вызваны иерархически. Для архитектуры Intel это push ebp; mov ebp, esp или enter для входа и mov esp, ebp; pop ebp или leave для выхода.
Вот почему очень важно понимать, что такое стековый фрейм, когда дело доходит до параметров компилятора, потому что компилятор может контролировать, генерировать этот код или нет.
В некоторых случаях кадр стека (код входа и выхода для процедуры) может быть опущен компилятором, а доступ к переменным будет осуществляться напрямую через указатель стека (SP / ESP / RSP), а не через удобный базовый указатель (BP / ESP / RSP). Условия пропуска кадра стека, например:
Пропуск кадров стека (код входа и выхода для процедуры) может сделать код меньше и быстрее, но это также может отрицательно повлиять на способность отладчиков отслеживать данные в стеке и отображать их программисту. Это параметры компилятора, которые определяют, при каких условиях функция должна иметь код входа и выхода, например: (а) всегда, (б) никогда, (в) при необходимости (с указанием условий).
Фрейм стека - это упакованная информация, относящаяся к вызову функции. Эта информация обычно включает аргументы, переданные функции th, локальные переменные и место возврата после завершения. Запись активации - это другое название кадра стека. Компоновка фрейма стека определяется в ABI производителем, и каждый компилятор, поддерживающий ISA, должен соответствовать этому стандарту, однако схема компоновки может зависеть от компилятора. Обычно размер кадра стека не ограничен, но существует концепция, называемая «красная / защищенная зона», позволяющая системным вызовам ... и т. Д. Выполняться без вмешательства в кадр стека.
Всегда есть SP, но на некоторых ABI (например, ARM и PowerPC) FP не является обязательным. Аргументы, которые необходимо было поместить в стек, можно компенсировать только с помощью SP. Создается ли кадр стека для вызова функции или нет, зависит от типа и количества аргументов, локальных переменных и общего доступа к локальным переменным. На большинстве ISA сначала используются регистры, и если аргументов больше, чем регистров, выделенных для передачи аргументов, они помещаются в стек (например, x86 ABI имеет 6 регистров для передачи целочисленных аргументов). Следовательно, иногда некоторым функциям не требуется помещать фрейм стека в стек, просто адрес возврата помещается в стек.
