激活记录

Question

我很难理解激活记录（我已经阅读了多个答案）。

假设我们有一个代码

  int n( int a){
      int b = a/2;
      return a + b;
  }

 int main (){
     int first   = 1;
     int second  = n(first);
     int third   = 3;
     int fourth  = n(third);
     return 0;
 }

当程序开始执行时，堆栈将被填充，例如

  | first |
  __________


  | activation_record |
  |   first           |
   ____________________



   | third             | 
   | activation_record |
   | first             |
   _____________________ 



   | activation_record1  |
   |  third              |
   | activation_record   |
   |  first              |
   _______________________

激活记录会将静态局部变量，函数地址，函数参数和返回值放在其堆栈上，如果我理解它，例如在激活记录（或被调用函数）执行完毕后，激活记录将被替换为它的返回值和堆栈是否被释放？

同样，多次调用相同的函数，并且调用堆栈应该保存返回数据的位置，将是同一个activation_record推入堆栈还是每次调用函数时都会创建？说完其他所有内容，是否有可能在编译期间将激活记录推送到堆栈上？

感谢您的回答

Answer 1

您会得到不同的答案，因为可能有不同的解决方案。 C ++标准只描述了可观察的行为，并且堆栈布局是不可观察的。

特别是，现代编译器会将程序减少到int main() { return 0; }，因为只有返回值是可观察的。

如果您已经写了return fourth;，现代编译器就会想出fourth==4并用return 4替换该程序。

但我们暂时假设这些优化没有发生，而且你有一个常规的x64编译器。同样，结果会有所不同：常见的x64 ABI传递函数参数并返回CPU寄存器中的值，而不是堆栈中的值。这不使用所有x64寄存器，因此局部变量也可以进入寄存器。

不同的激活记录也会重叠，因为它们不会同时使用。这实际上不是优化，而是必要的，因为编译器通常无法确定将进行多少次调用。示例：for (char&c : string) { c = toupper(c); }。