函数调用原理—栈帧

         关于栈帧的背景知识

       栈在地址空间中是向下生长，向下生长是指是从内存高地址到低地址的路径延伸，栈有栈顶和栈底，所以栈顶的地址要比栈底的地址低，对于x86体系的CPU而言，其中寄存器ebp可称为“帧指针”或“基底指针”，通常指向栈底，寄存器esp可称为“栈指针”，通常指向栈顶。

       ebp在未受改变之前始终指向栈帧的开始，也就是栈底。所以ebp的用途是在C堆栈中寻址用的。esp是会随着数据的入栈和出栈移动的，也就是说，esp始终指向栈顶。

       在CPU内部还存在一种寄存器——PC指针，它指向正在执行指令的下一条指令的地址。CPU工作时，通过调用的函数分别完成三个步骤取指令，分析指令，执行指令。PC指针又称程序计数器，指向正在执行指令的下一条指令。

       call：1.保存当前执行指令的下一条指令的地址。2.跳转到目标函数。

       return：当调用函数时，保留PC,ebp,esp指针，调用完毕后，恢复PC,ebp,esp指针。    

       下面我将举个例子来对栈帧进行讲解：

define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>


int fun(int x, int y)
{
    int c = 0xcccccccc;
    return c;
}

int main()
{
    int a = 0xaaaaaaaa;
    int b = 0xbbbbbbbb;
    int ret = fun(a, b);
    printf("you should running here!\n");
    system("pause");
    return 0;
}

（1）在main函数中调用fun函数，先将main函数的堆栈的栈底指针ebp入栈,保存之前任务的信息。

（2）然后将main函数的栈顶指针esp的值赋给ebp，作为新的基址，也就是fun函数的栈底。

（3）在这个基址（被调用fun函数的栈底）上开辟相应的空间用作被调用fun函数的栈空间，开辟时一般用sub指令。

（4）fun函数返回后，从当前栈帧的ebp即恢复为main函数的栈顶（esp），使栈顶恢复fun函数被调用前的位置，然后main函数再从恢复后的栈顶可弹出之前的ebp值，可以这么做是因为在调用fun函数之前保存了main函数的ebp,使得ebp恢复为调用fun函数之前main函数的栈底。这样，ebp和esp就都恢复了调用fun函数前的位置，也就是栈恢复fun函数调用前的状态。

函数调用过程栈帧结构图：

注意：这里当fun函数栈帧结构形成时，就会覆盖main函数的栈帧，当调用完成后，main函数的栈帧结构又会恢复。