详细理解函C语言的函数栈帧

一、函数栈帧的创建

1.寄存器

一般来说,计算机中的寄存器有六种

分别是:eax, ebx, ecx,edx,ebp,esp

而ebp,esp这两个寄存器中存放的是地址,与此同时,这两个地址是来维护函数栈帧的。

2.函数栈帧

每一个函数的调用,都需要在栈区为其开辟一个空间,这块为其开辟的空间就是函数栈帧。

ebp:栈底指针

esp:栈顶指针

对于栈这种数据结构一共有两种栈操作
1.pop 出栈
2. push 压栈

详细理解函C语言的函数栈帧_第1张图片

如上图所示,当main函数创建是便是会为其开辟函数栈帧,而其函数栈帧的地址范围则由栈顶指针:esp,栈底指针:ebp来标识。同时,ebp和esp所指示的位置会随着函数栈帧的创建和销毁而不断的发生改变。

需要明白的是,在VS编译器中,main函数也是由其他函数调用的

在main函数的栈帧创建完成之后呢,就会用一个特定值将函数栈帧内的空间覆盖,这个特定值就是0xcccccccc(十六进制表示)。

相信大家在跑代码的时候都遇到过打印好多“烫烫烫烫烫烫烫烫烫”的情况,这其实是访问的内存越界了,而错误访问的内存中存放的正好就是上面那个特定值。

函数栈帧创建好以后,在函数中创建的变量便可以存放在函数栈帧中了。

3.函数中调用函数

1.如果调用的函数有参数的话,先要将参数压栈,这里的参数是实参的一份临时拷贝。

2.同时将调用函数结束之后的下一步操作的地址压栈。(根据这个地址,我们们就可以在内存中找到相应的操作)

3.将调用之前的函数栈帧对应的ebp地址压栈,这是为了方便我们在函数调用结束之后找到对应的函数栈帧的地址。

4.再次执行函数栈帧的创建操作。

函数形参并不是在函数栈帧中创建的,而是在函数栈帧创建之前就已经在栈中创建了(对应第一步),当要使用时,就可以从相应位置找到。

5.函数的返回值会存在一个寄存器中(当函数栈帧释放后,返回值不会随之消失)。

二、函数栈帧的销毁

1.将一些函数调用中使用的寄存器弹出栈。

2.修改相应的ebp,esp的值,使其还原为函数调用前所指向的位置。具体为:出栈操作后,esp将指向当前ebp所指向的位置,之后弹出栈中所存储的ebp的地址,让ebp也指向正确的位置。这也是为何要在函数调用之前存储当前ebp的地址。同时,因为出栈操作,esp的位置也相应的发生改变。

3.此时的栈顶元素对应的是函数调用之后的下一条指令的地址(在调用函数之前我们就将其压栈了),根据地址我们就可以执行相应的操作。之后出栈,变更esp地址。

4.执行完第三步操作后,esp所指向的地址发生改变。同时释放形参的空间,函数也相应的结束了。

总结

这是函数栈帧的创建和销毁,这里只是简单的介绍,如果要理解的更透彻的话,可以查看汇编的代码

本篇文章就到这里了,希望能够给你带来帮助,也希望您能够多多关注脚本之家的更多内容!

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