函数调用栈帧过程(带图详解)

函数调用我们大家都很熟悉,我们都知道函数调用是发生在栈上的。首先,我们来了解一下程序对内存使用的分区情况:

区域 作用
栈区(stack) 由编译器自动分配和释放,存放函数的参数值,局部变量的值等。操作方式类似与数据结构中的栈
堆区(heap) 一般由程序员分配和释放,若程序员不释放,程序结束时可能由操作系统回收。与数据结构中的堆是两码事,分配方式类似于链表
静态区(static) 全局变量和静态变量存放于此
文字常量区 常量字符串放在此,程序结束后由系统释放
程序代码区 存放函数体的二进制代码

那么什么是栈帧呢?百度百科的解释是:栈帧就是一个函数执行的环境。实际上,栈帧可以简单理解为:栈帧就是存储在用户栈上的(当然内核栈同样适用)每一次函数调用涉及的相关信息的记录单元。
栈是从高地址向低地址延伸的。每个函数的每次调用,都有它自己独立的一个栈帧,这个栈帧中维持着所需要的各种信息。寄存器ebp指向当前的栈帧的底部(高地址),寄存器esp指向当前的栈帧的顶部(地址地)。下图为典型的存取器安排,观察栈在其中的位置

这里写图片描述

在了解函数调用栈帧之前,我们先来认识几个寄存器:

寄存器名称 作用
eax 累加(Accumulator)寄存器,常用于函数返回值
ebx 基址(Base)寄存器,以它为基址访问内存
ecx 计数器(Counter)寄存器,常用作字符串和循环操作中的计数器
edx 数据(Data)寄存器,常用于乘除法和I/O指针
esi 源变址寄存器
dsi 目的变址寄存器
esp 堆栈(Stack)指针寄存器,指向堆栈顶部
ebp 基址指针寄存器,指向当前堆栈底部
eip 指令寄存器,指向下一条指令的地址

下面以一段程序为例介绍函数调用栈帧,

#include <stdio.h>
int Add(int x,int y)
{
    
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