理解函数栈帧

Posted 2021-12-17 Ssorrymaker

函数栈帧的创建与销毁

• 一、函数栈帧的创建
• • 1.寄存器
  • 2.函数栈帧
  • 3.函数中调用函数
• 二、函数栈帧的销毁
• 总结

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

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，更能帮助我们理解。如果有问题，欢迎大家在评论区探讨。