Документ посвящен стеки вызовов в языке программирования C++. Описываются особенности стека, его устройство, хранение локальных переменных и промежуточных значений, а также процесс вызова функций и передача параметров. Приводятся примеры кода для демонстрации работы стека и вызовов функций.

1. Программирование на языке C++
Лекция 2
Стек вызовов
Александр Смаль
1/5

2. Стек вызовов
∙ Стек вызовов — это сегмент данных, используемый для
хранения локальных переменных и временных значений.
∙ Не стоит путать стек с одноимённой структурой данных,
у стека в C++ можно обратиться к произвольной ячейке.
∙ Стек выделяется при запуске программы.
∙ Стек обычно небольшой по размеру (4Мб).
∙ Функции хранят свои локальные переменные на стеке.
∙ При выходе из функции соответствующая область стека
объявляется свободной.
∙ Промежуточные значения, возникающие при вычислении
сложных выражений, также хранятся на стеке.
2/5

3. Устройство стека
main()
дно стека
вершина стека
void bar( ) {
int c;
}
void foo( ) {
int b = 3;
bar ();
}
int main( ) {
int a = 3;
foo ();
bar ();
return 0;
}
3/5

4. Устройство стека
main()
foo()
дно стека
вершина стека
void bar( ) {
int c;
}
void foo( ) {
int b = 3;
bar ();
}
int main( ) {
int a = 3;
foo ();
bar ();
return 0;
}
3/5

5. Устройство стека
main()
foo()
bar()
дно стека
вершина стека
void bar( ) {
int c;
}
void foo( ) {
int b = 3;
bar ();
}
int main( ) {
int a = 3;
foo ();
bar ();
return 0;
}
3/5

6. Устройство стека
main()
foo()
дно стека
вершина стека
void bar( ) {
int c;
}
void foo( ) {
int b = 3;
bar ();
}
int main( ) {
int a = 3;
foo ();
bar ();
return 0;
}
3/5

7. Устройство стека
main()
дно стека
вершина стека
void bar( ) {
int c;
}
void foo( ) {
int b = 3;
bar ();
}
int main( ) {
int a = 3;
foo ();
bar ();
return 0;
}
3/5

8. Устройство стека
main()
bar()
дно стека
вершина стека
void bar( ) {
int c;
}
void foo( ) {
int b = 3;
bar ();
}
int main( ) {
int a = 3;
foo ();
bar ();
return 0;
}
3/5

9. Вызов функции
x = 1
y = 2
frame
pointer
stack
pointer
int foo(int a, int b, bool c)
{
double d = a * b * 2.71;
int h = c ? d : d / 2;
return h;
}
int main( )
{
int x = 1;
int y = 2;
x = foo (x, y, false );
cout << x;
return 0;
}
4/5

10. Вызов функции
x = 1
y = 2
false
2
1
frame
pointer
stack
pointer
int foo(int a, int b, bool c)
{
double d = a * b * 2.71;
int h = c ? d : d / 2;
return h;
}
int main( )
{
int x = 1;
int y = 2;
x = foo (x, y, false );
cout << x;
return 0;
}
4/5

11. Вызов функции
x = 1
y = 2
false
2
1
ret val
ret addr
registers
frame
pointer
stack
pointer
int foo(int a, int b, bool c)
{
double d = a * b * 2.71;
int h = c ? d : d / 2;
return h;
}
int main( )
{
int x = 1;
int y = 2;
x = foo (x, y, false );
cout << x;
return 0;
}
4/5

12. Вызов функции
x = 1
y = 2
false
2
1
ret val
ret addr
registers
d
h
frame
pointer
stack
pointer
int foo(int a, int b, bool c)
{
double d = a * b * 2.71;
int h = c ? d : d / 2;
return h;
}
int main( )
{
int x = 1;
int y = 2;
x = foo (x, y, false );
cout << x;
return 0;
}
4/5

13. Вызов функции
x = 1
y = 2
false
2
1
ret val
ret addr
registers
d
h
a * b = 2
frame
pointer
stack
pointer
int foo(int a, int b, bool c)
{
double d = a * b * 2.71;
int h = c ? d : d / 2;
return h;
}
int main( )
{
int x = 1;
int y = 2;
x = foo (x, y, false );
cout << x;
return 0;
}
4/5

14. Вызов функции
x = 1
y = 2
false
2
1
ret val
ret addr
registers
d = 5.42
h = 2
frame
pointer
stack
pointer
int foo(int a, int b, bool c)
{
double d = a * b * 2.71;
int h = c ? d : d / 2;
return h;
}
int main( )
{
int x = 1;
int y = 2;
x = foo (x, y, false );
cout << x;
return 0;
}
4/5

15. Вызов функции
x = 1
y = 2
false
2
1
2
ret addr
registers
d = 5.42
h = 2
frame
pointer
stack
pointer
int foo(int a, int b, bool c)
{
double d = a * b * 2.71;
int h = c ? d : d / 2;
return h;
}
int main( )
{
int x = 1;
int y = 2;
x = foo (x, y, false );
cout << x;
return 0;
}
4/5

16. Вызов функции
x = 1
y = 2
false
2
1
2
ret addr
registers
frame
pointer
stack
pointer
int foo(int a, int b, bool c)
{
double d = a * b * 2.71;
int h = c ? d : d / 2;
return h;
}
int main( )
{
int x = 1;
int y = 2;
x = foo (x, y, false );
cout << x;
return 0;
}
4/5

17. Вызов функции
x = 2
y = 2
frame
pointer
stack
pointer
int foo(int a, int b, bool c)
{
double d = a * b * 2.71;
int h = c ? d : d / 2;
return h;
}
int main( )
{
int x = 1;
int y = 2;
x = foo (x, y, false );
cout << x;
return 0;
}
4/5

18. Вызов функции
∙ При вызове функции на стек складываются:
1. aргументы функции,
2. адрес возврата,
3. значение frame pointer и регистров процессора.
∙ Кроме этого на стеке резервируется место под
возвращаемое значение.
∙ Параметры передаются в обратном порядке, что позволяет
реализовать функции с переменным числом аргументов.
∙ Адресация локальных переменных функции и аргументов
функции происходит относительно frame pointer.
∙ Конкретный процесс вызова зависит от используемых
соглашений (cdecl, stdcall, fastcall, thiscall).
5/5