計算機二級C++輔導:callstack(調(diào)用棧)(一)

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棧在計算機領(lǐng)域中是個經(jīng)常提到的名詞,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中有棧;網(wǎng)絡(luò)傳輸中有協(xié)議棧。今天我們討論的調(diào)用棧(call stack),指的是在程序的執(zhí)行過程中存儲函數(shù)調(diào)用信息的動態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
    這個定義可能太抽象了一些,在給出具體的例子之前,請大家先思考一個問題,哪些信息是函數(shù)調(diào)用過程中所需要的?或者這么問,一個編譯器,在面對一個函數(shù)的調(diào)用指令時,該生成哪些代碼?
    首先,函數(shù)的返回地址要保存下來。就好像你和你的小狗玩仍飛碟游戲,每一個函數(shù)調(diào)用好比扔一個飛碟,當你的狗狗哼茲哼茲的撿來飛碟,函數(shù)完執(zhí)行的時候,它一定得知道去哪里把飛碟還給你。
    然后,函數(shù)的參數(shù)是個必不可少的元素,這個很直觀,就不多羅嗦了。第三,被調(diào)用的函數(shù)的局部變量也要存儲在棧上。因為根據(jù)局部標量的定義,對相同函數(shù)的不同調(diào)用,局部變量有不同的存儲空間,不會互相影響,所以這些數(shù)據(jù)也是跟函數(shù)調(diào)用息息相關(guān)的信息。
    下面,我們通過一個例子,來看看函數(shù)的調(diào)用棧中的信息:
    對于下面一段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);
    }
    編譯之,Cl /Zi a.cpp (/Zi生成pdb,調(diào)試的時候使用)
    大家選用熟悉的調(diào)試器,在這里,筆者用的是windbg 大家可以去這個地址下載(http://www.microsoft.com/whdc/devtools/debugging/installx86.Mspx)
    從調(diào)試器中啟動程序:Windbg a.exe
    然后在第4行設(shè)置一個斷點(F9)。開始執(zhí)行這個程序(F5),直到程序中斷在斷點處找到程序的調(diào)用棧:
    1.察看當前的ebp,在command窗口中應(yīng)該已經(jīng)看到。否則的話,在command中輸入r
    2.在memory察看窗口中,virtual欄中輸入ebp-10的值,并且把display format改成long hex,以利于觀察棧中的值。
    我把我的windbg截圖粘貼如下,并和大家一起觀察幾個地方
    
    1.返回地址0040106b。參見反匯編的結(jié)果,0040106b正是main調(diào)完SumFromOne之后的那條指令。
    2.參數(shù)。主程序傳給他的是10,(0xa),在memory窗口ebp+8的位置找到他。
    3.局部變量,我在程序中故意將sum初始化為0xabcd,大家可以在memory窗口ebp-4的位置找到他。
    有興趣地同學可以按F5,在下一個斷點中察看相關(guān)信息。
    好,今天的這片博客中我們對調(diào)用棧有了感性的認識,在ebp周圍找到了返回地址,參數(shù)以及局部變量。下一片博客中,我將解釋為什么這些信息存儲在這些位置,敬請期待。