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callstack(调用栈)(1)

2009-04-11 
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。

 

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