Call stack: differenze tra le versioni

Versione delle 10:19, 20 apr 2016

Versione delle 11:24, 15 dic 2020

Riga 1:

{{F|programmazione|febbraio 2013}}

In [[informatica]], un '''call stack''' (traducibile letteralmente dall'[[Lingua inglese|inglese]] come "pila delle chiamate") è una zona di memoria di un programma, organizzata in forma di [[Pila (informatica)|stack]], nella quale sono immagazzinate le informazioni sulle [[subroutine]] attive in un dato momento (le subroutine attive sono quelle che sono state invocate ma la cui esecuzione non è terminata). Può essere tradotto come ''stack delle invocazioni a funzione'' (o ''chiamate a funzione'') o ''stack delle invocazioni a metodo'' (o ''chiamate a metodo'') a seconda del tipo di subroutine coinvolto.

Questo tipo di pila è spesso chiamato anche '''execution stack''', '''control stack''', '''function stack''', o '''run-time stack''' , oppure, quando non vi è possibilità di confusione, semplicemente '''stack'''.

Riga 18:

== Scopi del call stack ==

Lo scopo primario del call stack è:

* '''immagazzinare gli indirizzi di ritorno''' - Quando una subroutine viene chiamata, l'indirizzo dell'istruzione di ritorno deve essere salvato da qualche parte. Utilizzando una pila per salvare gli indirizzi di ritorno si hanno importanti vantaggi rispetto alle alternative. Uno di questi è che ogni task ha il proprio stack e pertanto le subroutine possono essere "rientranti" e quindi possono essere attive simultaneamente per task diversi che fanno cose diverse. Un altro vantaggio è che la [[ricorsione]] è automaticamente supportata. Quando una funzione chiama sé stessa ricorsivamente, un indirizzo di ritorno necessita di essere registrato per ogni attivazione della funzione così da poter essere usato per il ritorno da ogni attivazione della funzione. Questa capacità è automatica con un stack.

* '''immagazzinare gli indirizzi di ritorno''' - Quando una subroutine viene chiamata, l'indirizzo dell'istruzione di ritorno deve essere salvato da qualche parte. Utilizzando una pila per salvare gli indirizzi di ritorno si hanno importanti vantaggi rispetto alle alternative. Uno di questi è che ogni task ha il proprio stack e pertanto le subroutine possono essere "rientranti" e quindi possono essere attive simultaneamente per task diversi che fanno cose diverse. Un altro vantaggio è che la [[ricorsione]] è automaticamente supportata. Quando una funzione chiama sé stessa ricorsivamente, un indirizzo di ritorno necessita di essere registrato per ogni attivazione della funzione così da poter essere usato per il ritorno da ogni attivazione della funzione. Questa capacità è automatica con un stack.

Un call stack può avere scopi aggiuntivi, dipendenti dal linguaggio, dal sistema operativo e dall'ambiente della macchina. Tra questi:

* '''immagazzinare dati locali''' - Una subroutine frequentemente necessita di spazio di memoria per registrare i valori delle variabili locali, le variabili usate solo nella subroutine attiva e che non devono trattenere valori dopo il ritorno (alla funzione chiamante). È spesso conveniente per allocare spazio per questo uso spostarsi semplicemente in cima allo stack in modo sufficiente ad avere lo spazio. È molto veloce paragonato, ad esempio, con l'allocazione di tipo [[Allocazione dinamica della memoria|heap]]. Ogni diversa attivazione di una subroutine ha il proprio spazio separato nello stack per i dati locali.

* '''passaggio di parametri''' - Le subroutine spesso richiedono che i valori dei parametri siano forniti dal codice che le chiama e non è raro che lo spazio per questi parametri possa essere nel call stack. Generalmente se ci sono solo pochi piccoli parametri, i registri del [[processore]], possono essere usati per il passaggio dei valori, ma se ci sono più parametri da gestire in questo modo, è necessario spazio in memoria. Il call stack lavora meglio come posto per questi parametri, specialmente poiché ogni chiamata della subroutine, che avrà diversi valori dei parametri, avrà uno spazio separato nel call stack per questi valori.

* '''immagazzinare dati locali''' - Una subroutine frequentemente necessita di spazio di memoria per registrare i valori delle variabili locali, le variabili usate solo nella subroutine attiva e che non devono trattenere valori dopo il ritorno (alla funzione chiamante). È spesso conveniente per allocare spazio per questo uso spostarsi semplicemente in cima allo stack in modo sufficiente ad avere lo spazio. È molto veloce paragonato, ad esempio, con l'allocazione di tipo [[Allocazione dinamica della memoria|heap]]. Ogni diversa attivazione di una subroutine ha il proprio spazio separato nello stack per i dati locali.

* '''stack di valutazione''' - Gli [[operandi]] per operazioni aritmetiche e logiche sono spesso inseriti nel [[registro (informatica)|registro]] e utilizzati là. Comunque, in alcune situazioni gli operandi possono essere accatastati ad una profondità arbitraria, il che significa che deve essere usato qualcosa di più del registro. Lo stack di questi operandi, similmente ai calcolatori di tipo RPN, è chiamato stack di valutazione (evaluation stack) e può occupare spazio nel call stack.

* '''passaggio di parametri''' - Le subroutine spesso richiedono che i valori dei parametri siano forniti dal codice che le chiama e non è raro che lo spazio per questi parametri possa essere nel call stack. Generalmente se ci sono solo pochi piccoli parametri, i registri del [[processore]], possono essere usati per il passaggio dei valori, ma se ci sono più parametri da gestire in questo modo, è necessario spazio in memoria. Il call stack lavora meglio come posto per questi parametri, specialmente poiché ogni chiamata della subroutine, che avrà diversi valori dei parametri, avrà uno spazio separato nel call stack per questi valori.

* '''puntatore dell'istanza corrente''' - Alcuni linguaggi orientati agli oggetti (come [[C++]]), immagazzinano questo puntatore come argomento delle funzioni nel call stack quando invocano un metodo. Questo puntatore punta all'istanza dell'oggetto a cui è associato il metodo invocato. È una parte essenziale del contesto di esecuzione di linguaggi orientati agli oggetti, poiché fornisce accesso ai dati posseduti dall'oggetto corrente. Questo puntatore è collegato a livelli utilizzati nella programmazione orientata agli oggetti con livelli (tipi di strutture stack) della run-time call stack.

* '''stack di valutazione''' - Gli [[operandi]] per operazioni aritmetiche e logiche sono spesso inseriti nel [[registro (informatica)|registro]] e utilizzati là. Comunque, in alcune situazioni gli operandi possono essere accatastati ad una profondità arbitraria, il che significa che deve essere usato qualcosa di più del registro. Lo stack di questi operandi, similmente ai calcolatori di tipo RPN, è chiamato stack di valutazione (evaluation stack) e può occupare spazio nel call stack.

* '''Ambiente dei contenitori di subroutine''' - Alcuni linguaggi di programmazione (come [[Pascal (programmazione)|Pascal]] e [[Ada (programmazione)|Ada]]) supportano [[Funzioni annidate|subroutine annidate]], permettendo ad una routine interna di accedere al contesto della sua routine contenitore, cioè ai parametri e alle variabili locali nell'ambiente della routine esterna. Tali lingue generalmente permettono alle routine di effettuare chiamate ricorsive (la funzione richiama se stessa), ottenendo multiple call stacks per le chiamate di routine delle routine interne, ciascuna delle quali punta sullo stesso ambiente della routine esterna. Questo tipo di call frame è anche conosciuto come ''display''.

* '''puntatore dell'istanza corrente''' - Alcuni linguaggi orientati agli oggetti (come [[C++]]), immagazzinano questo puntatore come argomento delle funzioni nel call stack quando invocano un metodo. Questo puntatore punta all'istanza dell'oggetto a cui è associato il metodo invocato. È una parte essenziale del contesto di esecuzione di linguaggi orientati agli oggetti, poiché fornisce accesso ai dati posseduti dall'oggetto corrente. Questo puntatore è collegato a livelli utilizzati nella programmazione orientata agli oggetti con livelli (tipi di strutture stack) della run-time call stack.

* '''Ambiente dei contenitori di subroutine''' - Alcuni linguaggi di programmazione (come [[Pascal (programmazione)|Pascal]] e [[Ada (programmazione)|Ada]]) supportano [[Funzioni annidate|subroutine annidate]], permettendo ad una routine interna di accedere al contesto della sua routine contenitore, cioè ai parametri e alle variabili locali nell'ambiente della routine esterna. Tali lingue generalmente permettono alle routine di effettuare chiamate ricorsive (la funzione richiama se stessa), ottenendo multiple call stacks per le chiamate di routine delle routine interne, ciascuna delle quali punta sullo stesso ambiente della routine esterna. Questo tipo di call frame è anche conosciuto come ''display''.

== Voci correlate ==

* [[StackPila (informatica)]]

* [[Subroutine]]

* [[Allocazione dinamica della memoria]]

{{Portale|Informaticainformatica}}

[[Categoria:Gestione della memoria]]