CPU如何知道任何变量的地址？

Question

说你做：

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

    int* sixteen = number; 
} 

怎样的CPU知道我要分配给十六地址？

谢谢

Answer 1

在示例代码中没有什么魔力。就拿这个片段中，例如：

int x = 5; 
int y = x; 

你使用指针的代码是完全一样的 - 电脑并不需要知道任何神奇的信息，它只是复制无论在number到sixteen。

至于下方您的评论：

但它是如何知道X或Y是在内存中。如果我要求将x复制到y中，它是如何知道其中哪一个是。

在实践中，大多数机器上，这些天，大概都没有会在内存中，他们将在寄存器中。但是，如果它们在内存中，那么是的，编译器会发出代码来根据需要跟踪所有这些地址。在这种情况下，它们将在堆栈中，所以机器代码将访问堆栈指针寄存器，并用一些编译器决定的偏移量来引用它，这些偏移量指向每个特定变量的存储量。

下面是一个例子。这个简单的功能：

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

当铛并没有优化编译，让我在我的机器上输出如下：

_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 

我加了一些注释来解释所生成的代码的每一行呢。重要的是要看到堆栈中有两个变量 - 一个是0xf8(%rbp)（或rbp-8更清晰），另一个是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的rbp-4，然后该值被复制到y在rbp-8。

“但是堆栈来自哪里？？你可能会问。不过，这个问题的答案是依赖于操作系统和编译器。在您的程序的main函数被调用之前，这一切都已设置完毕，同时您的操作系统需要其他运行时设置。

Answer 2

CPU知道，因为你的程序告诉它。这里的魔力在编译器中。首先，我在Visual Studio中建立这个节目2010年

这是生成（在调试模式）的拆卸：

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new运算符，EAX = 00097C58之后是地址的内存管理器决定给我这个程序的运行。这是每当您解除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，你只是确保十六个值是与数字相同的值。所以现在他们指向相同的地址。

} 

您可以通过在局部变量调试窗口中检查他们核实：

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

你可以做这个实验，并通过拆卸步骤。它通常非常有启发性。