健壮的计算机体系结构需要调用堆栈吗？

Question

我还不太熟悉计算机体系结构的术语，所以请耐心等待。我似乎理解von体系结构相对于哈佛体系结构更健壮(“通用图灵机”)，但对细节还不太了解。

在过去几个晚上查看调用堆栈之后，我仍然是迷惑。我还在这里和那里看到过一些论文(目前只是浏览摘要)，比如没有调用堆栈的编程和其他文件，这让我想知道是否有任何系统/体系结构来定义没有调用堆栈的虚拟机。我真的不知道它会是什么样子，但也许有一些东西要检查。我说的不是简单的机器，像1960年以前的S时代的机器，没有递归，所以我想不需要调用堆栈。我指的是完全健壮/完整的计算机体系结构，它使用的不是调用堆栈。

Answer 1

..。这让我想知道是否有任何系统/体系结构来定义没有调用堆栈的虚拟机。

延拓传递方式为所有函数调用启用了尾叫优化，因此不需要堆栈；但是，堆内存很可能用于保存捕获对局部变量的引用的闭包。

CPS在某些编译器中用作中间形式(例如，在虚拟指令集中)，以表示显式控制流，特别是在异常和异常处理中发生的情况。

堆栈是一种非常有效的数据结构:堆栈的顶部几乎肯定在数据缓存中，而且分配和取消分配是超级快(即一条指令). --堆栈是C程序的必要部分，因此，如果没有对堆栈的显式支持，现代计算机就不太可能制造。

但是，要明确的是，MIPS和RISC V没有单独的硬件--专用的堆栈指针或推送和弹出指令--软件只是这样使用多种通用寄存器之一。

Answer 2

我不认为健壮性是一个问题。功能是，在最字面意义上。

暂时忘记实现细节，真正考虑一下调用堆栈是什么。它允许您调用子程序(函数)，并从它们返回，继续您停止的地方。也就是说，它提供了将问题分成更小部分、创建功能构建块的可能性。

这是通用解决问题机器的一个基本特性，没有它就很难想象。这将是无用的，因为没有办法创造任何复杂的东西。

Answer 3

你所说的“健壮”是一个偏好的问题。

堆栈是有用的，但是体系结构没有必要直接定义它们。

如果程序想要的话，它们总是可以建立自己的堆栈。

对某些东西的硬件支持使其速度更快，但不太灵活。

具有调用堆栈的体系结构使函数调用速度快，但速度不快，因为通常与参数传递有关。

另一方面，在函数调用和返回方面，您被锁定在最后一个先到先出的世界中。如果您想使用协同机制，堆栈将不再帮助您。

我们拥有的硬件会影响我们编写的程序。我们编写的程序会影响我们想要的硬件。最后，我们所拥有的似乎是“必要的”，即使这只是众多选择中的一个。