一看就懂的函数栈帧的创建和销毁

最新推荐文章于 2024-11-17 16:28:50 发布
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本文深入探讨函数栈帧的创建步骤，包括为形参分配空间、保存返回地址、初始化函数栈及返回值处理。通过汇编代码分析，揭示函数调用背后的内存操作和控制流程。

我们从3个角度高度概括总结函数的栈帧和创建前后到底他做了什么

下来小伙伴们可以结合汇编代码经行分析

1.为形参开辟空间。

2.压入下一条指令的地址，压入前一个函数的栈底的地址为的是函数调用结束时让edp能够回到之前函数的栈底。

3.为函数开辟空间esp经行跳跃，并压入其他寄存器的值，再给开辟好的函数栈帧初始化，为内存分配内存和值

4.将返回值压入寄存器，执行ret指令。

函数栈帧的创建和销毁图片
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函数栈帧的创建和销毁图片
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函数栈帧的创建和销毁（C语言VS2022）
【内功】函数栈帧的创建与销毁
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函数栈帧（stack frame）：函数调用过程中在程序的调用栈（call stack）所开辟的空间。函数参数和函数返回值临时变量（包括函数的非静态的局部变量以及编译器自动生产的其他临时变量）保存上下文信息（包括在函数调用前后需要保持不变的寄存器）二、函数栈帧的创建和销毁解析。
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1.函数栈帧的概念 函数栈帧:使用每一个函数都要在栈区开辟一块空间.栈帧也叫过程活动记录，是编译器用来实现过程/函数调用的 一种数据结构。 对于栈,我们都知道栈是由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，每个栈帧中维持着所需要的的各种信息。寄存器ebp指向当前栈帧的底部（高地址），寄存器esp指向当前栈帧的顶部（低地址）。 这样我们就了解了寄存器ebp和寄存器esp中存放的是地址，这两个地址是用来维护函数栈帧的。比如：调用main函数， 我们为main函数分配栈帧空间， 那么栈帧
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C语言函数栈帧的创建和销毁与程序在内存中的执行过程紧密相关。以如下代码为例进行讲解： ```c #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; } ``` ### 函数栈帧的创建 在程序执行时，每个函数在调用时都会在栈上创建一个栈帧，用于保存该函数的局部变量、参数、返回地址等信息。当调用`main`函数时，会为`main`函数创建一个栈帧。在`main`函数中定义局部变量`a`、`b`、`c`，这些变量会被存储在`main`函数的栈帧中。当调用`Add`函数时，会进行以下操作： - **参数传递**：函数的参数并未在函数中创建，而是通过压栈操作放到`Add`函数栈帧的栈底的下面位置。例如，`Add(a, b)`调用时，会将实参`a`和`b`的值进行压栈操作，传递给`Add`函数。这里的形参其实是实参的一份拷贝，对形参的修改不会影响实参 [^2][^3]。 - **保存返回地址**：记录调用`Add`函数结束后要返回的`main`函数中的位置，以便`Add`函数执行完毕后能回到正确的位置继续执行。 - **创建新栈帧**：为`Add`函数创建新的栈帧，在这个栈帧中会保存`Add`函数的局部变量，如`z`。 ### 函数栈帧的销毁 当函数执行完毕后，会进行栈帧的销毁操作。以`Add`函数为例，执行完`return z`语句后： - **恢复寄存器状态**：将寄存器的值恢复到调用`Add`函数之前的状态。 - **释放局部变量空间**：释放`Add`函数栈帧中为局部变量分配的空间，如`z`。 - **恢复返回地址**：从栈中取出之前保存的返回地址，程序跳转到该地址继续执行，也就是回到`main`函数中调用`Add`函数的下一条语句继续执行。 - **释放参数空间**：释放之前压栈的参数所占用的空间。 函数在递归调用时，就是把`Add`函数看成新的`main`函数，不断重复栈帧的创建工作。如果递归调用太多层，会不断创建新的栈帧，最终导致栈空间耗尽，引发 stack overflow（栈溢出） [^2]。
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