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- 地址：Go Function Calls Redux
- 作者：Phil Pearl
- 译文出自：掘金翻译计划
- 译者：xiaoyusilen
- 校对者：1992chenlu，Zheaoli
前段时间在一篇文章中我答应写一篇进一步分析 Go 中如何进行函数调用和堆栈调用在 Go 中如何工作的文章。现在我找到了一种简洁的方式来向大家展示上述内容，所以有了现在这篇文章。
什么是堆栈调用？它是一个用于保存局部变量和调用参数的内存区域，并且跟踪每个函数应该返回到哪里去。每个 goroutine 都有它自己的堆栈。你甚至可以说每个 goroutine 就是它自己的堆栈。
下面是我用于演示堆栈的代码。就是一系列简单的函数调用，main() 函数调用 f1(0xdeadbeef)，然后调用 f2(0xabad1dea)，再调用 f3(0xbaddcafe)。然后 f3() 将其中一个作为它的参数，并且将它存储在名为 local 的本地变量中。然后获取 local 的内存地址并且从那里开始输出。因为 local 在栈内，所以输出的就是栈。
package main
import (
"fmt"
"runtime"
"unsafe"
)
func main() {
f1(0xdeadbeef)
}
func f1(val int) {
f2(0xabad1dea)
}
func f2(val int) {
f3(0xbaddcafe)
}
func f3(val int) {
local := val + 1
display(uintptr(unsafe.Pointer(&local)))
}
func display(ptr uintptr) {
mem := *(*[20]uintptr)(unsafe.Pointer(ptr))
for i, x := range mem {
fmt.Printf("%X: %X\n", ptr+uintptr(i*8), x)
}
showFunc(mem[2])
showFunc(mem[5])
showFunc(mem[8])
showFunc(mem[11])
}
func showFunc(at uintptr) {
if f := runtime.FuncForPC(at); f != nil {
file, line := f.FileLine(at)
fmt.Printf("%X is %s %s %d\n", at, f.Name(), file, line)
}
}
下面是上述代码的输出结果。它是从 local 的地址开始的内存转储，是以十六进制形式展示的 8 字节列表。左边是每个整数的存储地址，右边是地址内存储的整数。
我们知道 local 应该等于 0xBADDCAFE + 1，或者 0xBADDCAFF，这确实是我们转储开始时看到的。
C42003FF28: BADDCAFF
C42003FF30: C42003FF48
C42003FF38: 1088BEB
C42003FF40: BADDCAFE
C42003FF48: C42003FF60
C42003FF50: 1088BAB
C42003FF58: ABAD1DEA
C42003FF60: C42003FF78
C42003FF68: 1088B6B
C42003FF70: DEADBEEF
C42003FF78: C42003FFD0
C42003FF80: 102752A
C42003FF88: C420064000
C42003FF90: 0
C42003FF98: C420064000
C42003FFA0: 0
C42003FFA8: 0
C42003FFB0: 0
C42003FFB8: 0
C42003FFC0: C4200001A0
1088BEB is main.f2 /Users/phil/go/src/github.com/philpearl/stack/main.go 19
1088BAB is main.f1 /Users/phil/go/src/github.com/philpearl/stack/main.go 15
1088B6B is main.main /Users/phil/go/src/github.com/philpearl/stack/main.go 11
102752A is runtime.main /usr/local/Cellar/go/1.8/libexec/src/runtime/proc.go 194
- 下一个数字是 0xC42003FF48，它是转储的第五行的地址。
- 然后我们可以得到 0x1088BEB。事实上这是一个可执行代码的地址，如果我们将它作为
runtime.FuncForPC的参数，我们知道它是 main.go 的第19行代码的地址，也是 f2() 的最后一行代码。这是 f3() 返回时我们得到的地址。 - 接下来我们得到 0xBADDCAFE，这是我们调用
f3()时的参数。
如果继续我们将看到类似上面的输出结果。下面我已经标记了内存转储，显示堆栈指针如何跟踪转储，参数和返回地址在哪里。
C42003FF28: BADDCAFF Local variable in f3()
+-C42003FF30: C42003FF48
| C42003FF38: 1088BEB return to f2() main.go line 19
| C42003FF40: BADDCAFE f3() parameter
+-C42003FF48: C42003FF60
| C42003FF50: 1088BAB return to f1() main.go line 15
| C42003FF58: ABAD1DEA f2() parameter
+-C42003FF60: C42003FF78
| C42003FF68: 1088B6B return to main() main.go line 11
| C42003FF70: DEADBEEF f1() parameter
+-C42003FF78: C42003FFD0
C42003FF80: 102752A return to runtime.main()
通过这些我们可以看出：
- 首先，堆栈从高地址开始，堆栈地址随着函数调用变小。
- 当进行函数调用时，调用者将参数放入栈内，然后是返回地址（调用函数中的下一条指令的地址），接着是指向堆栈中较高的指针。
- 当调用返回时，这个指针用于在堆栈中查找先前调用的函数。
- 局部变量存储在堆栈指针之后。
我们可以使用相同的技巧来分析一些稍微复杂的函数调用。这次，我添加了更多的参数，f2() 函数也返回了更多的值。
package main
import (
"fmt"
"runtime"
"unsafe"
)
func main() {
f1(0xdeadbeef)
}
func f1(val int) {
f2(0xabad1dea0001, 0xabad1dea0002)
}
func f2(val1, val2 int) (r1, r2 int) {
f3(0xbaddcafe)
return
}
func f3(val int) {
local := val + 1
display(uintptr(unsafe.Pointer(&local)))
}
这次我们直接看被我标记好的输出结果。
C42003FF10: BADDCAFF local variable in f3()
+-C42003FF18: C42003FF30
| C42003FF20: 1088BFB return to f2()
| C42003FF28: BADDCAFE f3() parameter
+-C42003FF30: C42003FF60
| C42003FF38: 1088BBF return to f1()
| C42003FF40: ABAD1DEA0001 f2() first parameter
| C42003FF48: ABAD1DEA0002 f2() second parameter
| C42003FF50: 110A100 space for f2() return value
| C42003FF58: C42000E240 space for f2() return value
+-C42003FF60: C42003FF78
| C42003FF68: 1088B6B return to main()
| C42003FF70: DEADBEEF f1() parameter
+-C42003FF78: C42003FFD0
C42003FF80: 102752A return to runtime.main()
从结果中我们可以看出：
- 调用函数在函数参数之前为被调用函数的返回值提供空间。（注意这些值是没有初始化的，因为这个函数还没有返回！）
- 参数在栈内的顺序与入栈顺序相反。
希望我都讲清楚了。既然你已经看到这儿了，如果喜欢我的这篇文章或者可以从中学到一点什么的话，那么请给我点个赞。不然我就没办法获得积分。
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