小览call stack(调用栈) (一)

栈在计算机领域中是个经常提到的名词，数据结构中有栈；网络传输中有协议栈。今天我们讨论的调用栈(call stack)，指的是在程序的执行过程中存储函数调用信息的动态数据结构。

 

这个定义可能太抽象了一些，在给出具体的例子之前，请大家先思考一个问题，哪些信息是函数调用过程中所需要的？或者这么问，一个编译器，在面对一个函数的调用指令时，该生成哪些代码？

 

首先，函数的返回地址要保存下来。就好像你和你的小狗玩仍飞碟游戏，每一个函数调用好比扔一个飞碟，当你的狗狗哼兹哼兹的捡来飞碟，函数完执行的时候，它一定得知道去哪里把飞碟还给你。

然后，函数的参数是个必不可少的元素，这个很直观，就不多罗嗦了。第三，被调用的函数的局部变量也要存储在栈上。因为根据局部标量的定义，对相同函数的不同调用，局部变量有不同的存储空间，不会互相影响，所以这些数据也是跟函数调用息息相关的信息。

 

下面，我们通过一个例子，来看看函数的调用栈中的信息：

对于下面一段c++程序

#include int SumFromOne(int d) { int sum = 0xabcd; if (d == 1) sum = 1; else sum = d + SumFromOne(d-1); return sum; } void main() { int sum = SumFromOne(10); printf("sum=%d", sum); }

 

编译之，Cl /Zi a.cpp （/Zi生成pdb,调试的时候使用）

大家选用熟悉的调试器，在这里，笔者用的是windbg 大家可以去这个地址下载(http://www.microsoft.com/whdc/devtools/debugging/installx86.Mspx)

从调试器中启动程序：Windbg a.exe

然后在第4行设置一个断点(F9)。开始执行这个程序(F5)，直到程序中断在断点处

找到程序的调用栈：

1.       察看当前的ebp，在command窗口中应该已经看到。否则的话，在command中输入r

2.       在memory察看窗口中，virtual栏中输入ebp-10的值，并且把display format改成long hex，以利于观察栈中的值

我把我的windbg截图粘贴如下，并和大家一起观察几个地方

1.       返回地址0040106b。参见反汇编的结果，0040106b正是main调完SumFromOne之后的那条指令。

2.       参数。主程序传给他的是10，(0xa)，在memory窗口ebp+8的位置找到他。

3.       局部变量，我在程序中故意将sum初始化为0xabcd，大家可以在memory窗口ebp-4的位置找到他。

有兴趣地同学可以按F5，在下一个断点中察看相关信息。

 

好，今天的这片博客中我们对调用栈有了感性的认识，在ebp周围找到了返回地址，参数以及局部变量。下一片博客中，我将解释为什么这些信息存储在这些位置，敬请期待。