调用栈

✍ dations ◷ 2025-02-24 04:48:16 #计算机编程

调用栈（英语：Call stack，港台称“呼叫堆叠”，英文直接简称为“栈”（the stack））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），是计算机科学中存储有关正在运行的子程序的消息的栈。有时仅称“栈”，但栈中不一定仅存储子程序消息。几乎所有计算机程序都依赖于调用栈，然而高级语言一般将调用栈的细节隐藏至后台。

调用栈最经常被用于存放子程序的返回地址。在调用任何子程序时，主程序都必须暂存子程序运行完毕后应该返回到的地址。因此，如果被调用的子程序还要调用其他的子程序，其自身的返回地址就必须存入调用栈，在其自身运行完毕后再行取回。在递归程序中，每一层次递归都必须在调用栈上增加一条地址，因此如果程序出现无限递归（或仅仅是过多的递归层次），调用栈就会产生栈溢出。

调用栈的主要功能是存放返回地址。除此之外，调用栈还用于存放：

以下MIPS汇编语言程序计算 $3^{2}+4^{2}$ $3^{2}+4^{2}$ ，并将结果存至寄存器s0。

main:    li      $a0, 3    li      $a1, 4    jal     sumsq    move    $s0, $v0    j       mainendsumsq:    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      $rasquare:    mult    $a0, $a0    mflo    $v0    jr      $ramainend:

这里，主程序（main）调用“sumsq”子程序并将返回地址存入寄存器ra，但是“sumsq”子程序需要调用“square”子程序。为保证sumsq的返回地址不被重写，这个地址被存储在栈中。在square子程序返回后，sumsq再从栈中取回其自身的返回地址。

在较底层语言（如汇编语言与C语言中），程控消息与数据可能一同被存入调用栈中，因此造成安全隐患，可能允许恶意程序通过栈缓冲区溢出(stack buffer overflow)来获取程序的控制权。

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