《深入理解计算机系统》第三章 程序的机器级表示(三) 过程和数组表示

Answer 1

深入理解计算机系统》第三章 程序的机器级表示(三) 过程和数组表示

一个过程调用，即函数调用，包含参数传递、指令转移、局部变量分配与释放。这些操作主要通过程序栈实现。帧栈使用%ebp和%esp表示栈底与栈顶。%ebp保持稳定，%esp因局部变量入栈而下移。函数调用时，参数从栈顶逆序入栈，函数结束后返回地址也入栈以备返回后执行。

栈帧结构由%ebp和%esp确定。局部变量入栈以利用栈空间，但有时需在寄存器中存放以提高速度。局部变量少时，应尽量避免使用间接操作符。

栈操作指令如pushl和popl用于数据入栈与出栈。subl指令分配指定空间，addl指令释放空间。过程调用与返回指令用于栈操作。

过程调用时，通过示意图展示栈结构，第三点等价于简短指令leave。常见库函数中，%eax存储特定值，用于说明代码作用。

IA32寄存器有三条使用惯例，调用者与被调用者分别保存使用频率高的寄存器，以平衡效率与数据安全性。函数间传递参数，局部变量在栈中分配，调用者与被调用者负责寄存器的保存与恢复。

在调用函数时，汇编代码中分配浪费区域以优化缓存性能。通过示意图解释代码取参数过程，防止下个函数访问上个函数的数据区域。函数间传递参数时，取参数从栈底往上，避免访问上个函数的数据。

递归函数与普通函数调用类似，每次递归时重新分配帧栈空间。leal指令可用于计算地址、简单加法与乘法。数组的分配与访问涉及栈操作，数组与指针在汇编层相似。

数组循环优化涉及指针操作与特定循环模式。嵌套数组与固定大小数组在内存中连续存储，C编译器进行优化。异类数据结构如结构体与联合涉及指针偏移计算与数据组织。

深入学习后，认识到函数调用与栈操作原理，数组、数据结构在汇编层实质上是普通指针偏移计算。结构体与联合在汇编层不再保留类型信息，仅在编译期处理结构体成员偏移。