详解函数栈帧的创建和销毁

文章目录

1. 局部变量是怎么创建的？
2. 为什么局部变量是随机值？
3. 函数是怎么传参的？传参的顺序是怎么样的？
4. 形参和实参是什么关系？
5. 函数调用是怎么做的？
6. 函数调用结束后是怎样返回的？

以上是本次要讲解的知识点，相信看完博客的你一定会有所收获。

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文章内容

   准备阶段：

       由于各个编译器对函数的分装各有所不同，所以我们本次采用vs2013编译器进行演示和教学，此编译器对函数的分装显示的比较直观，有助于观察和学习。

       寄存器是CPU内部用来存放数据的一些小型存储区域，用来暂时存放参与运算的数据和运算结果。寄存器有很多，本次我们需要了解两个寄存器，ESP：栈指针寄存(extended stack pointer)，EBP：基址指针寄存器(extended base pointer)，这两个寄存器中存放的是地址，这两个地址是用来维护函数栈帧的。其中esp俗称栈顶指针，ebp俗称栈底指针。函数的每一次调用都需要在栈区开辟一块空间，且都是由这两个指针来维护的。

      在栈区，数据是从高地址到地址值依次来存储的。

 

         我们本次采用Add函数来演示，代码如下。

#include 


int Add(int x ,int y)
{
	int z = 0;
	z = x + y;
	return z;
}


int main()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	int c = 0;

	c = Add(a, b);

	printf("%d\n",c);
	return 0;
}

        按f10开始调试代码。当光标显示到如下位置是时，右击鼠标转到反汇编。

 

        成功后如下。

     之后打开监视和内存窗口。

     我们可以看到第一条指令便是 push （俗称压栈：给栈顶压如一个元素），esp指向栈顶，通过esp的地址，可以看见ebp的值已经被压栈。

     

       第二条指令是将esp的值给ebp，此时esp，ebp指向同一位置。

 

        第三条指令是将esp减去 E4 （十六进制） 个byte。

 

 

          之后的三条指令我们将 ebx esi edi （这三个东西不做过多讲解）分别压入栈顶。可以观察到的时esp的值减小12。

 

       此时esp ebp已经开辟好了main函数所用的栈区，如下

 

       lea（load effecitve address）为加载有效信息。这四步的意义是将从 ebp-0e4h 的位置开始向下减 39h（十六进制）个 int 类型 的双字节 全部赋值为cc

 

      这三步的意义是将 a、b 、c 的值依次存入栈中 。

 

       这两步是将 ebp-14 的值赋给 eax，再将eax 压栈 。ebp-14的值是什么呢？从上面可知是 20。这不操作便说明了形参是实参的一份临时拷贝。ebp-8 也是这样的。

       当走到call指令时，我们注意一下call指令下一条指令add的地址，这是我们按f11进入函数，可以发现add的地址竟然被压入栈中。这是为了执行完函数回来的时候能找到下一条指令，从而继续的执行。

  

      进入到函数后，这几步与上述的雷同，不再做过多的赘述。注意push 的ebp 时main函数的ebp 。这是为了Add函数销毁时，ebp能够直接回去。

 

      这几步操作是将 形参的值拿过来，相加后放入 z中。并且将 z的值给到寄存器eax，即使函数销毁，eax也能将所求的和带回去。

 

       此时依次从栈顶弹出元素，第四步将，ebp的值给到esp时，所创建Add函数的栈帧即销毁了，此时esp ebp指向同一处，下一步时将栈顶元素弹出，弹出的值便是 我们刚开始压入main函数的ebp的地址，这个ebp的地址被ebp接收，使之返回main函数的栈底。

       当执行ret指令时，实际上是把我们在栈上寸的 call指令的下一条指令 弹出，从而去执行它。

 

      这一步是将eax的值给到c。

 

 完。

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