函数调用时发生了什么

本文详细介绍了函数调用的三个步骤:调用时实参压栈、函数体执行及变量处理、返回过程。重点解析了调用惯例和函数返回值的传递方式,特别是大于4字节返回值的处理机制。

第一步:函数调用

1、对实参表从右向左,一次计算出实参的值,并且将值压栈。

2、将函数调用语句下一条语句的地址保存到在栈中,以便函数调用完成后返回。(压栈)

3、跳转到函数体处。

第二步:函数体执行

4、如果函数体中定义了变量,将变量压栈

5、将每一个形参以栈中对应的实参值

### 函数调用栈内存如何变化 在函数调用过程中,程序的栈内存会动态地发生变化,以支持函数调用上下文的保存和恢复。每次函数调用发生,系统会在调用栈上创建一个新的栈帧(stack frame),用于存储函数的参数、局部变量、返回地址等信息。这种机制确保了函数调用能够正确地保存和恢复执行状态,从而实现程序的正常流程控制 [^2]。 以一个简单的 C 语言程序为例,分析函数调用过程中的栈变化: ```c #include <stdio.h> int add(int a, int b) { int c = 0; c = a + b; return c; } int main() { int a = 10; int b = 20; int ret; ret = add(a, b); return ret; } ``` 在程序运行,`main` 函数调用 `add` 函数。当调用发生调用栈会按照以下方式变化: 1. **参数压栈**:`main` 函数将参数 `a` 和 `b` 的值压入栈中,作为 `add` 函数的输入参数。 2. **返回地址压栈**:`main` 函数将下一条指令的地址(即 `add` 函数执行完成后需要跳转的地址)压入栈中,以便后续程序能够正确继续执行 [^3]。 3. **栈帧创建**:`add` 函数调用后,系统为其创建一个新的栈帧,用于存储函数内部的局部变量(如变量 `c`)以及可能的寄存器保存值。 4. **局部变量分配**:函数内部声明的局部变量(如 `int c = 0;`)会被分配在当前栈帧中。 5. **函数执行**:`add` 函数执行完成后,返回值通常通过寄存器(如 `EAX`)传递回调用者。 6. **栈帧销毁**:函数返回后,栈帧中的局部变量、参数和返回地址等信息会被弹出栈,恢复调用前的栈状态 [^3]。 在递归调用的情况下,栈帧的管理方式类似。每次递归调用都会在栈上创建一个新的栈帧,并在递归终止条件满足后,依次从栈顶弹出栈帧,释放内存。如果递归深度过大,可能会导致栈溢出错误,因此需要特别注意递归终止条件的设计 [^2]。 在实际程序中,编译器可能会对栈帧的管理进行优化。例如,在未指定优化级别的情况下,GCC 编译器会按照默认方式将参数和局部变量压入栈中,这可能会导致一些冗余操作。通过指定优化级别(如 `-O2`),可以减少不必要的栈操作,提高程序执行效率 [^4]。 ###
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