c语言函数调用过程中栈的工作原理理解

差不多每个程序员都知道,函数调用过程,就是层层入栈出栈的过程。

那么这个过程中的详细的细节是什么样子的呢?

阅读了以下几篇文章之后,对整个过程基本理解了:
C函数调用过程原理及函数栈帧分析
阅读经典——《深入理解计算机系统》04
函数返回值与栈

针对自己的理解,做个记录:
(一般的操作系统)

  1. 每个函数都是一个栈结构,有一个栈底指针ebp和栈顶指针esp。栈底指针在函数的执行过程中是不变的,栈顶指针会随着函数的执行动态的增大。
  2. 在操作系统中,栈底在地址最大的地方,栈是向地址小的方向增长的。所以在栈中,申请空间时,是将栈顶指针esp向下移动,即减去一个大小。
  3. 函数的层层调用,就形成了连续的栈空间。
  4. 函数在调用被调用函数时,会将需要传递的参数由从右向左的顺序入栈。被调用函数会根据这个关系去对应的位置取参数。
  5. 将参数入栈之后,还会将下一条指令的地址入栈。即从被调用函数返回之后,应该执行哪一条指令。
  6. 跳转至被调用函数。被调用函数需要将当前的栈底指针ebp的值入栈,因为当被调用函数执行完毕之后,需要恢复调用函数的栈空间。并将ebp寄存器的值设为当前函数的栈空间的底部对应的地址,即当前esp的值。
  7. 被调用函数执行时,根据参数的传入顺序便可以计算出参数相对于ebp指针的位置,从而获取变量的值。
  8. 被调用函数执行完毕后,如果有返回值,会将返回值存入eax寄存器中。并释放申请的栈空间,恢复ebp和esp的值。从而使被调用函数能够正常执行。
  9. 将指针寄存器指向调用函数压入栈中的返回地址。
  10. 调用函数继续执行,如果需要结果,则从eax寄存器中获取

疑问:
假设栈的地址空间为0x20-0x11。
那么
ebp=0x20
esp=0x10?
如果入栈一个数据(假设4个字节)时,是插入一个数据到0x10,0xf,0xe,0xd。这4个地址,并将esp设置为0xc?

即ebp指向栈空间开始的字节。esp指向栈顶端的下一个字节?

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