堆栈中的返回地址是如何指定的？

堆栈

堆栈是一种线性数据结构，其中的元素被访问的一端被称为堆栈的**"顶"**。它遵循LIFO（先进先出）的方法。

程序计数器

程序计数器是CPU中的一个特殊用途的寄存器，用于存储下一条指令的内存位置。

**注意：**本文使用缩写形式 "PC"来代替程序计数器。

堆栈指针

堆栈指针是CPU中的一个特殊寄存器，用来存储堆栈中最顶端元素的地址。

什么时候以及如何在堆栈中指定返回地址？

• 当一个程序包含一个函数调用或子程序时，返回地址在堆栈中被指定。
• 当函数被调用时，在其完全执行后，它必须返回到原始程序，即程序中函数调用后的下一条指令。
• 当函数调用要被执行时，程序计数器PC持有程序中函数调用后下一条指令的地址。
• 为了执行函数，控制必须进入函数定义，执行完函数后，必须返回到程序中函数调用后的下一条指令。
• 因此，当函数被执行时，PC值，即下一条指令的地址被存储到堆栈中（SP增量），PC被存储函数的地址更新。
• 在函数执行完毕后，PC会被堆栈中的返回地址更新（堆栈顶部的值）。

例子:

假设I3是一个函数调用指令，CPU目前正在执行I3，PC=304。

• PC值304被存储到堆栈中，堆栈指针SP被增加1。
• PC值被更新为400，即存储函数的地址。
• 在函数执行完毕后，PC值再次被堆栈值更新（堆栈顶部），堆栈指针SP减去1。

为了更好的理解，请看下面的图片