c++函数调用堆栈的全过程

要理解函数调用堆栈的过程,首先要对汇编指令和寄存器有一定的了解。我们简单介绍几个:

寄存器

  1. ebp:保存栈底指针的地址    
  2. esp:保存栈顶指针的地址    
  3. pc:存储下一行指令的地址
  4. eax,ebx:保存变量的值

汇编指令

  1. mov :移值
  2. lea:移地址
  3. rep stos 循环拷贝

在进入一个函数的时候,系统首先会为主函数开辟一段栈帧空间,空间开辟的大小一般为十六进制的4c但也不是国定不变的,主要取决于定义变量的所需内存大小。首先把ebp寄存器的值压栈,然后将ebp减去4c大小的空间赋给esp,再将其压栈这样,再内存中就有了一段大小为4c的主函数栈帧空间开始执行主函数中的指令

c++函数调用堆栈的全过程_第1张图片

当执行到一个函数的调用处时,会重复上面的过程,要注意这里首先是传参而不是给被调用函数开辟zhan栈帧空间,传递参数的值时,如果参数类型是内置类型也就是int,char,float等这些等这些基本类型时,直接用寄存器dai'带入,见上图,如果是自定义类型则会按照其类型的大小分为两种不同的情况,

  • 如果其字节数大于8时,会在主函数的栈顶开辟一段内存,进行内存的拷贝
  • 如果小于8个字节就用寄存器带入。

接下来就进入到被调用函数体中,首先为其分配内存空间,即将esp寄存器的值赋给ebp寄存器,相当于ebp上移到主函数栈顶也就是bei'被调用函数栈底,再对esp进行-=运算,让其向上偏移指定大小的空间,再进行内存拷贝,将被调用函数的空间全部拷贝成拷贝成0cccccccc(相当于初始化的过程),然后再执行这个被调函数里面的指令。执行完之后如果函数的返回值类型是内置类型,则利用寄存器带回,自定义类型小于8个字节时用寄存器带回,大于8个字节时会提前在调用方的栈帧中开辟一段内存,再将返回值拷贝到该内存中。

再接下来是函数栈帧的回退和函数参数的清理

c++函数调用堆栈的全过程_第2张图片

可以用一张图片来表示这个过程

c++函数调用堆栈的全过程_第3张图片

这里还牵扯到一个函数调用约定的问题,

函数调用约定

_cdecl  c默认的标准调用约定

_stdcall   windows下的标准调用约定

_fastcall 快速调用约定

_thiscall  c++的成员函数调用约定  

//_pascal 已经被淘汰了 ,它的参数是从左往右入栈

这些调用约定影响函数三个方面

1>:函数产生的符号名字不同(所以不同调用约定下的函数没法调用)

2>:函数参数入栈顺序不同,除了pascal调用约定其他都是从右往左

3>:谁来清理形参的内存

  • _cdecl  调用方开辟形参内存,调用方释放形参内存
  • _stdcall 调用方开辟形参内存,被调用方自己释放形参内存
  • _fastcall 前两个参数是由寄存器带入被调用方,没给形参开辟内存,之后多余的形参调用方式和stdcll相同

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