呼叫堆叠
![本页使用了标题或全文手工转换](http://images.weserv.nl/?url=//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/cd/Zh_conversion_icon_m.svg/35px-Zh_conversion_icon_m.svg.png)
![]() |
呼叫堆叠(英语:Call stack,港台称“呼叫堆叠”)别称有:执行栈(execution stack)、控制栈(control stack)、运行时栈(run-time stack)与机器栈(machine stack),是电脑科学中存储有关正在执行的子程式的讯息的堆叠。英文有时直接简称“栈”(the stack),但堆叠中不一定仅存储子程式讯息。几乎所有电脑程式都依赖于呼叫堆叠,而高阶语言一般将呼叫堆叠的细节隐藏至后台。
呼叫堆叠最经常被用于存放子程式的返回位址。在呼叫任何子程式时,主程式都必须暂存子程式执行完毕后应该返回到的位址。因此,如果被呼叫的子程式还要呼叫其他的子程式,其自身的返回位址就必须存入呼叫堆叠,在其自身执行完毕后再行取回。在递回程式中,每一层次递回都必须在呼叫堆叠上增加一条位址,因此如果程式出现无限递回(或仅仅是过多的递回层次),呼叫堆叠就会产生堆叠溢位。
功能
呼叫堆叠的主要功能是存放返回位址。除此之外,呼叫堆叠还用于存放:
- 本地变数:子程式的变数可以存入呼叫堆叠,这样可以达到不同子程式间变数分离开的作用。
- 参数传递:如果暂存器不足以容纳子程式的参数,可以在呼叫堆叠上存入参数。
- 环境传递:有些语言(如Pascal与Ada)支援“多层子程式”,即子程式中可以利用主程式的本地变数。这些变数可以通过呼叫堆叠传入子程式。
实例
组合语言
main:
li $a0, 3
li $a1, 4
jal sumsq
move $s0, $v0
j mainend
sumsq:
addi $sp, $sp, -4 # 在堆疊上分配空間
sw $ra, 0($sp) # 將sumsq的返回位址存入堆疊中
jal square
move $t0, $v0
move $a0, $a1
jal square
add $v0, $v0, $t0
lw $ra, 0($sp) # 從堆疊中取回sumsq的返回位址
addi $sp, $sp, 4 # 釋出堆疊上分配的空間
jr $ra
square:
mult $a0, $a0
mflo $v0
jr $ra
mainend:
这里,主程式(main)呼叫“sumsq”子程式并将返回位址存入暂存器ra
,但是“sumsq”子程式需要呼叫“square”子程式。为保证sumsq的返回位址不被重写,这个位址被存储在堆叠中。在square子程式返回后,sumsq再从堆叠中取回其自身的返回位址。
安全性
在较底层语言(如组合语言与C语言中),程式控制讯息与资料可能一同被存入呼叫堆叠中,因此造成安全隐患,可能允许恶意程式通过栈缓冲区溢出(stack buffer overflow)来获取程式的控制权。
参见
|