程序小白的c语言学习——函数栈帧的创建与销毁

前些阵子学的内容，拿出来作为复习，写一篇博客

一. 引入

前期学习c语言的时候，我们总是会有些困惑

1. 局部变量是如何创建的？

2. 为什么局部变量不初始化内容是随机的？

3. 函数调用时参数时如何传递的？

4. 传参的顺序是怎样的？

5. 函数的形参和实参分别是怎样实例化的？

6. 函数的返回值是如何带回的？

这些问题，当知道了函数的栈帧和销毁之后就可以解答了。

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目录

一. 引入

二. 正文开始

2.1 使用的环境

2.2 寄存器的介绍

2.3 函数栈帧的创建

2.3.1 main 函数的创建

2.3.2 main函数中变量的创建

2.3.3 函数功能的实现

2.3.4 函数栈帧空间的销毁

2.3.5 形参的销毁，以及返回值的去处

三.解答开头的问题

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二. 正文开始

2.1 使用的环境

对应函数栈帧的创建和销毁，不同编译器实现的过程不同，但大体逻辑是一样的

使用的环境是VS2013，不要使用太高级的编译器，越高级的编译器，越不容易学习和观察。

同时在不同的编译器下，函数调用过程中栈帧的创建是略有差异的，具体细节取决于编译器的实现。

2.2 寄存器的介绍

正如我笔记所写，eax 到 edx 都是一些普通的寄存器，用来存放值，不过多介绍

但是 下面的 ebp esp 就 稍稍不同了

ebp 栈低指针

esp 栈高指针

下面将用一张图片来引入

2.3 函数栈帧的创建

实际上，程序在运行的时候，main 函数并不是第一个运行的，它也是被其它函数调用的，如果你转到汇编的代码中，你就会发现main函数的调用前还有两个函数

这几个函数是一层层调用的，最终才到main函数

在main 函数的下方 也就是 我上述给的 函数的最上方，便是 寄存器 ebp 所在的位置，程序就从这里开始

每一个函数的创建都需要在栈区创建一个空间，那么这个空间的创建与 ebp esp 有很大的关系

2.3.1 main 函数的创建

1. 首先在这个函数的上方 push  压栈  将ebp的值压在main函数的前置函数栈空间的上方

2.mov 将 esp的 值  放到刚刚创建的压栈空间中，

3. sub  因为栈区空间的创建从高地址到低地址，这里将 esp 的值减去 0E4H 相当于创建了空间

4.3个push，压入三个值，esp到了最顶。这三个压入的元素后续会弹出，不是很重要

5.这里就是相对重要的部分，将main函数栈顶的地址放入edi中

6.然后将从edi开始的39h的内容，以dword（double word）一个word两个字节，也就是4个字节的形式，用eax的内容进行替换，这就是这段的内容，最后的效果如下

ecx 放入的内容，在创建栈帧空间时，被用作一种计数器，用ecx的值的次数，放入ecx次eax的值

每个编译器里面放的内容不同，但总是会像这样对栈帧空间放东西进去，这就是为什么变量在使用的时候要进行初始化

2.3.2 main函数中变量的创建

注意看这里，a 是在ebp-8 的位置创建， 而 b 是在 ebp - 14h 的位置创建，隔了两个空间

2.3.3 函数的栈帧空间的创建

现在，我们说完了main函数的创建，那么现在来说一下函数栈帧的创建

注意一下左边的汇编代码

1.在函数的创建的首先，它将ebp-14h，ebp-8，也就是前面a，b变量放入eax，ecx中

然后将它们压到main函数的上面，这实际上是拷贝了前面的变量

2.随后它用了一条call指令，将call指令的下一条代码的地址放在ecx上，这有大用，后面将会讲到

3.call指令之后，进入函数的创建

4.进入函数的汇编代码，这里的代码类似main函数的栈帧创建，不过多说明了

2.3.3 函数功能的实现

然后这里有好几条汇编代码，

1.

z = x + y

1.这里，先把ebp - 8 也就是刚刚拷贝的 a 的值 10 放到 eax 寄存器中

2.然后，将 ebp - 12 的值，也就是 b 的值 加到 eax 寄存器中，

3.最后，就eax的值放到刚刚创建的 z 变量中

这样，就实现了函数的功能

4. return z  由于栈帧空间使用后会被销毁，于是将 z 的值 又返回到eax寄存器当中

5.最后，将刚刚创建的各种元素pop 弹出，准备销毁空间

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2.3.4 函数栈帧空间的销毁

前面的元素弹出不重要，来看到代码的的第4行

1.将ebp的值赋给 esp ,这就使得esp到了ebp的位置，也就是回收了函数的栈帧空间

2.然后pop ebp ，ebp往下一格，到了ebp - main 的元素中，自然地回到了main函数的栈底

3.然后 ret，从之前存下的下一行的代码地址 回到了主函数中

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2.3.5 形参的销毁，以及返回值的去处

1.将esp 加 8 ，相当于把形参给销毁掉，最后又回归到最初的形态

2.返回值 从 eax 中 放入之前创建的 变量 c 中，至此结束了整个函数

三.解答开头的问题

至此，完。

感谢观看