C语言：函数栈帧

1.什么是函数栈帧

在C语言中，每一个正在运行的函数都有一个栈帧与其对应，栈帧中存储的是该函数的返回地址和局部变量。从逻辑上讲，栈帧就是一个函数执行的环境：函数参数、函数的局部变量、函数执行完后返回到哪里等等。

2.函数栈帧的创建与销毁

在调用函数时，会为该函数在栈上开辟一块空间，在该函数运行的过程中，寄存器ebp保存的是栈底地址，寄存器esp保存的是栈顶地址。而且还应该明确一点，esp和ebp寄存器一次只能存储一个地址，所以，任何时候，这一对指针都会指向同一个函数的栈帧结构。并且ebp一般由系统改变它的值，而esp会随着数据的入栈和出栈而移动，也就是说esp始终指向栈顶。下面我们来看一个例子：

#include<stdio.h>

int Add(int x, int y)
{
	int z = 0;
	z = x + y;
	return z;
}

int main()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	int c = 0;
	c = Add(a, b);
	printf("%d\n", c);

	return 0;
}

下面的代码为main函数中对应的反汇编代码：

int main()
{
00B118B0  push        ebp  //ebp压栈
00B118B1  mov         ebp,esp  //将esp的值赋给ebp
00B118B3  sub         esp,0E4h  //将esp的值减去0E4h，给main函数栈帧分配空间
00B118B9  push        ebx  //压栈
00B118BA  push        esi  //压栈
00B118BB  push        edi  //压栈
00B118BC  lea         edi,[ebp-24h]  
00B118BF  mov         ecx,9  
00B118C4  mov         eax,0CCCCCCCCh  
00B118C9  rep stos    dword ptr es:[edi]   //从edi开始到向下的9个空间的值全部改为eax，即0CCCCCCCCh
00B118CB  mov         ecx,0B1C003h  
00B118D0  call        00B1131B  //进入main函数
	int a = 10;
00B118D5  mov         dword ptr [ebp-8],0Ah  //ebp-8为a的位置，将a的值赋为10
	int b = 20;
00B118DC  mov         dword ptr [ebp-14h],14h  //ebp-14h为b的位置，将b的值赋为20
	int c = 0;
00B118E3  mov         dword ptr [ebp-20h],0  //同上
	c = Add(a, b);
00B118EA  mov         eax,dword ptr [ebp-14h]  //传参的过程，先将b的值传给eax
00B118ED  push        eax  //再将eax压栈
00B118EE  mov         ecx,dword ptr [ebp-8]  //传参，先将a的值传给ecx
00B118F1  push        ecx  //再将ecx压栈
00B118F2  call        00B110B4  
00B118F7  add         esp,8  
00B118FA  mov         dword ptr [ebp-20h],eax  
	printf("%d\n", c);
00B118FD  mov         eax,dword ptr [ebp-20h]  
00B11900  push        eax  
00B11901  push        0B17B30h  
00B11906  call        00B110D2  
00B1190B  add         esp,8  

	return 0;
00B1190E  xor         eax,eax  
}

下面是Add函数的反汇编代码：

int Add(int x, int y)
{
00B11770  push        ebp  //记录上一个ebp的值
00B11771  mov         ebp,esp  //赋值
00B11773  sub         esp,0CCh  
00B11779  push        ebx  
00B1177A  push        esi  
00B1177B  push        edi  
00B1177C  lea         edi,[ebp-0Ch]  
00B1177F  mov         ecx,3  
00B11784  mov         eax,0CCCCCCCCh  
00B11789  rep stos    dword ptr es:[edi]  //与main函数一样，从edi开始向下的3个单位全部赋值为CCC
00B1178B  mov         ecx,0B1C003h  
00B11790  call        00B1131B  
	int z = 0;
00B11795  mov         dword ptr [ebp-8],0  
	z = x + y;
00B1179C  mov         eax,dword ptr [ebp+8]  
00B1179F  add         eax,dword ptr [ebp+0Ch]  //进行加法计算
00B117A2  mov         dword ptr [ebp-8],eax  
	return z;
00B117A5  mov         eax,dword ptr [ebp-8]  
}

栈帧销毁过程如下：

00B117A8  pop         edi  //出栈
00B117A9  pop         esi  //出栈
00B117AA  pop         ebx  //出栈
00B117AB  add         esp,0CCh  //销毁Add函数
00B117B1  cmp         ebp,esp  
00B117B3  call        00B11244  //回到main函数
00B117B8  mov         esp,ebp  
00B117BA  pop         ebp  //出栈
00B117BB  ret  

说实话，本人表达能力有限，再加上涉及的底层内容太多，难度较大，难免会有出错和不妥的地方，欢迎大家指正~~