C语言子程序调用过程详解

"子程序调用过程-C语言 南邮 计算机组成与程序设计" 在C语言中，子程序调用是程序设计中的一个重要环节，它涉及到计算机的内部工作原理，包括堆栈操作、程序计数器（PC）以及程序的执行流程。下面将详细解释子程序调用的过程，并结合计算机组成的基础知识进行阐述。 1. **子程序调用过程**： - **主程序断口地址压栈**：在调用子程序前，主程序的当前指令地址会被保存到堆栈中。这样做的目的是为了在子程序执行完毕后能够返回到调用点继续执行。 - **子程序入口地址送入PC**：然后，程序计数器（PC）被设置为子程序的起始地址，指示CPU从子程序的开头开始执行。 - **保护主程序现场**：进入子程序后，通常会保存主程序的状态，例如寄存器的值，以防止被子程序修改并确保返回后能够恢复原状。 - **执行子程序**：接下来，子程序的代码开始被执行，完成特定的任务。 - **恢复主程序现场**：子程序执行完毕后，会恢复主程序之前的状态，包括寄存器的值和堆栈上的信息。 - **返回主程序断口地址**：最后，将堆栈顶部的主程序断口地址弹出并送回PC，使得程序的执行流回到调用子程序之前的位置。 2. **C语言程序开发过程**： - C语言是高级编程语言，它的执行依赖于编译器。程序员编写源代码，通过编译器转化为机器可理解的机器码。 - 在这个过程中，编译器会处理变量声明、类型检查、语法转换等一系列任务，最终生成可执行文件。 3. **计算机组成与工作过程**： - **冯·诺依曼结构**：计算机的基本结构遵循冯·诺依曼模型，包括CPU（运算器和控制器）、内存、输入输出设备以及控制总线。其中，CPU负责运算和控制，内存用于存储程序和数据。 - **二进制和其他进制**：计算机使用二进制进行运算，但人类更习惯十进制。进制转换是编程中的基础知识，理解不同进制之间的关系有助于理解计算机内部的工作。 4. **存储器**： - 存储器分为内存（RAM和ROM）和外存。内存按地址访问，每个存储单元对应一个地址，用于临时存储数据和指令。当程序执行时，CPU从内存中读取指令并执行。 5. **程序执行**： - CPU通过控制总线和数据总线与存储器交互，从内存获取指令，执行运算，并将结果写回内存或输出设备。 总结，子程序调用涉及了C语言的函数调用机制以及计算机硬件层面的堆栈操作和程序控制。了解这些基础知识对于理解和编写高效、可靠的C程序至关重要。在实际编程中，熟练掌握这些概念可以帮助我们更好地管理程序流程，实现功能复杂的软件。