程序是怎样被电脑所读懂的？

问题

程序是怎样被机器所读懂的？

指令在CPU里面是怎样执行的？

为什么有时候会出现stack overflow报错？

怎么避免呢？

计算机指令

CPU硬件上是一个超大规模的集成电路，软件上是一个执行计算机指令的逻辑机器。

计算机指令=机器语言：CPU能听懂的语言。

计算机指令集：数学意义上的集合，计算机指令的集合，不同架构的CPU的指令集也不一样。

计算机程序指令有成千上万条，不可能一直放在CPU中，在程序不运行的情况下，计算机程序是存储在存储器中的，执行的时候在读取到CPU中执行，这类型的计算机叫做存储程序型计算机。

编译：将一个程序翻译成一个汇编代码的过程。

汇编：汇编代码通过汇编器翻译成机器码的过程。

指令类型

指令跳转

指令是一条一条顺序执行的。

CPU由一堆寄存器组成。

寄存器：CPU内部有多个触发器或锁存器组成的简单电路

程序执行：CPU读取PC寄存器里地址的指令到指令寄存器，然后指令长度自增，按顺序读取下一条指令。

J类指令如（jump）也就是跳转指令，会修改PC寄存器里面的地址，指令就不会按顺序加载，if..else/while/for就是这么实现跳转的。

函数调用发生stack overflow

函数调用的时候会进行压栈、出栈等操作。

程序栈存在大小限制，所以无限递归、递归层数过深、在栈空间内创建非常占内存都有可能带来stack overflow报错。

函数内联优化，可以减少CPU的指令数，地址跳转也不需要，也不用进行压栈出栈操作。但是程序指令在多个地方被调用会展开多次，使得整个程序的占用空间变大。

函数调用栈

栈区（stack）: 高地址向低地址生长的一块连续的内存区域，所以栈顶地址和栈的最大容量都是系统预先规定好的。

栈帧（stack frame）：函数调用经常是嵌套的，在同一时刻，堆栈中会有多个函数的信息，每个未完成运行的函数占用一个独立连续区域（包含这个函数涉及的参数，局部变量，返回地址等相关信息），称为栈帧。

寄存器（register）：

rbp

（register base pointer）栈基地址寄存器，保存当前帧的栈底地址。

rsp

（register stack pointer）栈指针寄存器，保存当前栈顶地址。

push

压栈。

pop

出栈。