スタックポインタ (スタックポインタ) とは | 意味や読み方など丁寧でわかりやすい用語解説

作成日: 2025年08月12日更新日: 2025年09月04日

スタックポインタ (スタックポインタ) の読み方

日本語表記

スタックポインタ (スタックポインタ)

英語表記

Stack pointer (スタックポインタ)

スタックポインタ (スタックポインタ) の意味や用語解説

スタックポインタは、CPUのレジスタの一つで、メモリ上の「スタック」と呼ばれる一時的なデータ領域の「現在の一番上」を指し示す役割を持つ。プログラムが関数を呼び出す際や、一時的なデータを保存する際に使われる重要なポインタである。これにより、関数の戻りアドレスや局所変数などが効率的に管理され、プログラムの安定した実行を支える基盤となっている。プログラムの実行中、データの一時的な保存や関数の呼び出し管理のために「スタック」という特殊なメモリ領域が使用される。スタックは「LIFO（Last-In, First-Out）」、つまり最後に入れたものが最初に取り出されるという原則で動作する。新しいデータが追加されることを「プッシュ（push）」、データが取り除かれることを「ポップ（pop）」と呼ぶ。このLIFOの特性により、プログラムの実行フローを効率的に管理できる。スタックポインタ（Stack Pointer, SP）は、このスタックにおいて現在データが格納されている先頭（または次にデータが格納されるべき位置）のメモリアドレスを保持する専用のCPUレジスタである。多くのシステムでは、スタックはメモリ上の高いアドレスから低いアドレス方向へ成長する（つまり、新しいデータがプッシュされるたびにメモリアドレスが減少する）ように設計されている。この設計は、他のメモリ領域（例えばヒープ領域）との衝突を避けるためによく採用される。データがスタックにプッシュされる際、CPUはまずスタックポインタの値をデータサイズ分だけ減少し、その新しいアドレスにデータを格納する。例えば、32ビット（4バイト）のデータがプッシュされる場合、スタックポインタは4だけ減算され、その減算後のアドレスにデータが書き込まれる。これにより、スタックポインタは常にスタックの一番上に位置するデータのアドレスを指し続けることが保証される。逆に、スタックからデータがポップされる際、CPUはまずスタックポインタが指すアドレスからデータを読み出し、その後スタックポインタの値をデータサイズ分だけ増加させる。これにより、データが取り除かれたことでスタックの「上端」が移動したことを示す。これらのプッシュとポップの操作は、多くの場合、CPUの専用命令（例えば `PUSH` や `POP` 命令）によって自動的にスタックポインタの操作とデータの読み書きが行われるため、プログラマが直接スタックポインタの値を操作することは稀である。スタックポインタの最も重要な用途の一つは、関数の呼び出しと戻りの管理である。関数が呼び出されると、現在のプログラムの実行位置（呼び出し元に戻るべきアドレス、通称「戻りアドレス」）がスタックにプッシュされる。さらに、呼び出される関数に渡される引数（パラメータ）や、その関数内で使用される局所変数もスタック上に確保される。これらの情報はすべてスタックポインタによって管理されるスタック領域に一時的に置かれ、関数の実行に必要なコンテキストを形成する。関数が処理を終えて戻る際には、スタックから戻りアドレスがポップされ、プログラムの実行は元の呼び出し元へ戻る。このとき、関数内で使用された局所変数や引数のための領域も解放され、スタックポインタは関数が呼び出される前の状態に戻る。これにより、複数の関数が入れ子状に呼び出されても、それぞれの関数が独立した実行環境を持ち、正しく元の場所に戻ることが可能になる。また、割り込み処理やコンテキストスイッチといった、プログラムの実行状態を一時的に保存する必要がある場合にも、CPUの現在のレジスタの値などがスタックにプッシュされ、スタックポインタによって管理される。これにより、現在の実行状態を安全に保存し、後で正確に元の状態に復帰させることが可能になる。スタックポインタの適切な管理は、プログラムの安定した実行に不可欠である。スタック領域の範囲を超えてデータをプッシュしようとすると「スタックオーバーフロー」が発生し、プログラムが異常終了する原因となる。これは、スタックポインタが許可されたメモリ範囲を超えてアクセスしようとすることで引き起こされる。逆に、スタックが空なのにポップしようとすると「スタックアンダーフロー」が発生する可能性がある。これらはスタックポインタがメモリの不正な領域を指すことで引き起こされる問題であり、プログラミングにおいては注意が必要な点である。スタックポインタは、このように、見えないところでプログラムの実行を支える非常に重要な要素の一つと言える。