使用 GOTO 对 StackFrames 有何影响？

Question

我正在关注Memory Layout And The Stack 以了解堆栈帧..

作者很好地解释了堆栈帧，并说明了在给定时间点堆栈中的内容

他还在下面问了一些问题

• 假设一个程序进行了 5 次函数调用。堆栈上应该有多少帧？
• 我们看到堆栈线性向下增长，当函数返回时，堆栈上的最后一帧被释放并返回到未使用的内存中。是否有可能将堆栈中间某处的帧返回到未使用的内存？如果是这样，这对正在运行的程序意味着什么？
• goto() 语句能否导致堆栈中间的帧被释放？答案是否定的，但为什么呢？
• longjmp() 能否导致堆栈中间的帧被释放？

以下是我对以上问题的回答

• 假设一个程序进行了 5 次函数调用。堆栈上应该有多少帧？

如果函数相互独立，则只有主函数或主函数和调用函数在堆栈中

我们看到堆栈线性向下增长，当函数返回时，堆栈上的最后一帧被释放并返回到未使用的内存中。是否有可能将堆栈中间某处的帧返回到未使用的内存？如果是这样，这对正在运行的程序意味着什么？

我认为这是不可能的，因为这可能会破坏内存

我不确定其余的问题。请您帮忙解决这个问题

如果您需要更多信息，请告诉我

Answer 1

假设一个程序进行了 5 次函数调用。堆栈上应该有多少帧？

最多 6 个（假设在调用所有函数之前没有函数返回）。一个用于main()，一个用于每个函数调用。

我们看到堆栈线性向下增长，当函数返回时，堆栈上的最后一帧被释放并返回到未使用的内存中。是否有可能将堆栈中间某处的帧返回到未使用的内存？如果是这样，这对正在运行的程序意味着什么？

不，因为堆栈是不允许随机访问删除的data-structure。您只能从堆栈中弹出。

goto() 语句能否导致堆栈中间的帧被释放？答案是否定的，但为什么？

因为它会改变堆栈展开。使用 goto 退出代码块不会展开堆栈，这是您应该（几乎）从不使用 goto 的原因之一。在What is stack unwinding? 中阅读更多信息但是，请注意这是与 C++ 相关的，在 C 中 goto out of block 是明确定义的，正如 Antti 所提到的。

longjmp() 能否导致堆栈中间的帧被释放？

我认为是的，因为这是一个空间案例。但这与我的第二个答案有点矛盾。

当通过 setjmp/longjmp 执行“非本地 goto”时，不会发生正常的“堆栈展开”。因此也不会发生任何必需的清理操作。

longjmp() 来自 C 的函数（请参阅 Wikipedia entry for setjmp.h 了解基础知识）。 longjmp() 向下跳到堆栈 到相应的 setjmp()，其间的堆栈帧数一样多。与我们将看到的其他方法不同，longjmp() 不会遍历帧列表，它只是一次将它们全部爆破，肆意无视它们可能包含的任何珍贵或美丽的东西。

阅读更多关于它的信息here。

longjmp() 将堆栈返回到之前使用setjmp() 保存的状态。如果中间的任何帧被删除，那么下面的所有帧也会被删除；也就是说，正如 Klas 所提到的，longjmp 之后的堆栈中不会有“漏洞”。