什么是C和C++上下文中的激活记录？

Question

对于C/C++程序员来说,它是什么意思以及了解它有多重要？

它在整个平台上是否相同,至少在概念上如此？

我把它理解为用于通过函数存储局部变量的已分配内存块...

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Answer 1

激活记录是Stack Frame的另一个名称.它是组成调用堆栈的数据结构.它通常由以下部分组成:

• 当地人到被叫者
• 返回呼叫者的地址
• 被调用者的参数

因此,调用堆栈由任意数量的激活记录组成,这些激活记录在添加新子例程时添加到堆栈中,并在返回时从堆栈中删除(通常).

元素的实际结构和顺序是平台,甚至是实现定义.

对于C/C++程序员,这种结构的一般知识有助于理解某些实现功能,如调用约定,甚至为什么缓冲区溢出允许运行第三方恶意代码.

更加私密的知识将进一步推动上述概念,并允许程序员调试其应用程序并读取内存转储,即使没有调试器或调试符号也是如此.

更一般地说,一个C/C++程序员可以在他们的业余爱好者编程生涯中占据很大一部分,甚至没有考虑到调用堆栈.

Answer 2

激活记录不是一个在谈论C或C++语言本身时使用的概念.激活记录的格式非常具体.

从概念上讲,参数的传递方式,局部变量的生命周期,函数返回的位置以及调用堆栈如何响应推测投掷都是C++的重要组成部分(后者除外).有关如何实现这些内容的详细信息将影响特定平台的激活记录,但在C++或C中编写代码通常不需要了解这一点.

Answer 3

当我们调用函数时，我们需要某个地方来存储调用者和被调用者的上下文，这个地方称为活动记录（又名堆栈帧）。

是的，激活记录组成调用栈，但是，这并不意味着激活记录必须是基于栈的。它是特定于实现的。

你可能想知道“有什么例子吗？”。

• 当然，看看IBM大型机的stackless设计，stack是不可用的，它的活动记录是基于heap的。
• 相反，也有不提供堆的平台（AKA heap-less），例如Arduino（但这也意味着不能使用new关键字和new-expression）。
• 除了硬件限制，一些函数式语言不能在栈上存储局部变量，所以它们的激活记录分配在堆上，如果你想知道原因，这里是一个很好的参考。

正如@FrakHB 所说，不仅是heap和stack，其他内存区域也可以是活动记录，这就是具体实现的意思。