Question

说你做：

void something()
{
   int* number = new int(16);

   int* sixteen = number;
}

CPU如何知道我要分配给16的地址？

由于

Answer 1

您的示例代码中没有任何魔力。拿这个片段，例如：

int x = 5;
int y = x;

带指针的代码完全相同 - 计算机不需要知道任何魔法信息，它只是将number中的任何内容复制到sixteen。

至于你的评论如下：

但它如何知道x或y在内存中的位置。如果我要求将x复制到y中，它是如何知道其中任何一个的。

实际上，在大多数机器上，这些天可能它们都不在内存中，它们会在寄存器中。但是如果它们在内存中，那么是的，编译器将发出代码，根据需要跟踪所有这些地址。在这种情况下，它们将位于堆栈中，因此机器代码将访问堆栈指针寄存器，并使用一些编译器决定的偏移量来解除引用它，这些偏移量指的是每个特定变量的存储。

这是一个例子。这个简单的功能：

int f(void)
{
  int x = 5;
  int y = x;
  return y;
}

使用clang编译并且没有优化时，在我的机器上给出以下输出：

_f:
 pushq  %rbp               ; save caller's base pointer
 movq   %rsp,%rbp          ; copy stack pointer into base pointer
 movl   $5,0xfc(%rbp)      ; store constant 5 to stack at rbp-4
 movl   0xfc(%rbp),%eax    ; copy value at rbp-4 to register eax
 movl   %eax,0xf8(%rbp)    ; copy value from eax to stack at rbp-8
 movl   0xf8(%rbp),%eax    ; copy value off stack to return value register eax
 popq   %rbp               ; restore caller's base pointer
 ret                       ; return from function

我添加了一些注释来解释生成的代码的每一行的作用。需要注意的重要事项是，堆栈中有两个变量 - 一个位于0xf8(%rbp)（或rbp-8更清晰），另一个位于0xfc(%rbp)（或rbp-4）。基本算法就像原始代码所示 - 常量5被保存到x rbp-4，然后该值被y复制到rbp-8 }。

“但是堆栈来自哪里？”你可能会问。不过，问题的答案是依赖于操作系统和编译器。它是在调用程序的main函数之前设置的，与操作系统所需的其他运行时设置同时进行。

Answer 2

CPU知道，因为你的程序告诉它。这里的魔力在于编译器。首先，我在Visual Studio 2010中构建此程序。

这是它生成的反汇编（在DEBUG模式下）：

void something()
{
003A13C0  push        ebp  
003A13C1  mov         ebp,esp  
003A13C3  sub         esp,0E8h  
003A13C9  push        ebx  
003A13CA  push        esi  
003A13CB  push        edi  
003A13CC  lea         edi,[ebp-0E8h]  
003A13D2  mov         ecx,3Ah  
003A13D7  mov         eax,0CCCCCCCCh  
003A13DC  rep stos    dword ptr es:[edi]  
   int* number = new int(16);
003A13DE  push        4  
003A13E0  call        operator new (3A1186h)

调用operator new后，EAX = 00097C58这是内存管理器决定给我这个程序运行的地址。这是您取消引用号码时将使用的地址。

003A13E5  add         esp,4  
003A13E8  mov         dword ptr [ebp-0E0h],eax  
003A13EE  cmp         dword ptr [ebp-0E0h],0  
003A13F5  je          something+51h (3A1411h)  
003A13F7  mov         eax,dword ptr [ebp-0E0h]  
003A13FD  mov         dword ptr [eax],10h  
003A1403  mov         ecx,dword ptr [ebp-0E0h]  
003A1409  mov         dword ptr [ebp-0E8h],ecx  
003A140F  jmp         something+5Bh (3A141Bh)  
003A1411  mov         dword ptr [ebp-0E8h],0  
003A141B  mov         edx,dword ptr [ebp-0E8h]  
003A1421  mov         dword ptr [number],edx  
   int* sixteen = number;
003A1424  mov         eax,dword ptr [number]  
003A1427  mov         dword ptr [sixteen],eax

在这里，您只需要确保十六是与数字相同的值。所以现在他们指向同一个地址。

您可以通过在Locals调试窗口中检查它们进行验证：

+       number  0x00097c58  int *
+       sixteen 0x00097c58  int *

您可以执行此实验并逐步完成反汇编。这通常很有启发性。

CPU如何知道任何变量的地址？

2 个答案: