Wat is een stapelregister?
Met betrekking tot computers is een stapelregister een geheugenlocatie - meestal op de centrale verwerkingseenheid (CPU) of gerelateerde verwerkingshardware - die het huidige adres bevat van de bovenkant van een gebied met afzonderlijk computergeheugen dat bekend staat als de stapel. Het stapelregister is belangrijk omdat een computer zonder dit een langzamere, meer foutgevoelige methode zou moeten hebben om de uitvoeringsstroom van een programma te traceren. In de meeste systeemarchitecturen is het stapelregister een speciaal register, dus het is niet per ongeluk toegankelijk wanneer u met andere geheugenregisters werkt. Meer zelden kan een stapelregister een algemeen register zijn dat meestal toegankelijk is voor een programma, maar dat opzettelijk niet wordt gebruikt omdat het gebruik ervan wordt bepaald door de fabrikant. Wanneer een computersysteem twee of meer stapelregisters bevat, wat betekent dat er mogelijk meer dan één stapel is, staat de architectuur bekend als een stapelmachine.
Op het laagste niveau van computerprogrammering is een stapel een geheugengebied - meestal in RAM (Random Access Memory) - met een goed gedefinieerd gedrag. Aan de stapel kan informatie worden toegevoegd in een proces dat pushen wordt genoemd, of er kan informatie uit worden opgehaald, die popping wordt genoemd. Het model voor een stapel is first-in, last-out, wat betekent dat als meerdere stukjes informatie in de stapel worden geduwd, het eerste ingedrukte element het laatste is dat eruit wordt geplukt, terwijl het laatste ingedrukte element wees de eerste die wordt opgehaald met een pop-opdracht. Een stapelregister houdt de bovenkant van de stapel bij, wat altijd het laatste item is dat erin is geduwd.
Wanneer een computerprogramma wordt uitgevoerd, heeft elke instructie die wordt uitgevoerd een specifiek geheugenadres waar het tijdelijk wordt opgeslagen voor de duur van het programma. Als een programma een subroutine aanroept - of een procedure, functie of methode, afhankelijk van de programmeertaal - dan moet het programma naar het geheugenadres van de subroutinecode springen om het uit te voeren. Het adres waar de programmabesturingsstroom wordt afgebroken om naar de subroutine te vertakken, wordt op de stapel geschoven zodat deze wordt onthouden. Wanneer de subroutine is uitgevoerd, weet het programma waar het moet terugkeren in de hoofdcode door het codeadres van de bovenkant van de stapel te laten verschijnen, waar het stapelregister naar verwijst.
Hoewel er andere methoden zijn die kunnen worden gebruikt om dezelfde resultaten te bereiken, zorgt het gebruik van een stapel en stapelregister voor een belangrijk programmeerconcept dat bekend staat als recursie. Een recursieve functie is een functie die zichzelf binnen zijn eigen code noemt. Dit proces wordt meestal gebruikt in sorteeralgoritmen en voor bepaalde wiskundige functies. Het stapelregister houdt alle laatste adressen bij waar de uitvoering zich vertakt, zodat een functie veilig recursie kan implementeren met de wetenschap dat de controle uiteindelijk naar het punt van oorsprong zal terugkeren. Een complicatie treedt op als de hele stapel vol raakt en er geen ruimte in het geheugen overblijft, in welk geval een stapel overflow optreedt, waardoor de uitvoering van het programma wordt gestopt.