CSAPP读书笔记——程序的机器级表示之栈帧结构

引子

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C语言的基本构成单位是函数，通过合理的组织、调用函数来完成一系列的目的。
我开始学习的时候就好奇调用函数（或者说调用过程）时到底发生了什么？
数据在内存中是如何组织的？
函数返回时如何准确到找到下一条将要执行的指令？
等等等一系列的疑问，了解了之后，豁然开朗，记录下来时常温习。

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栈帧结构

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IA32的程序使用堆栈支持过程的调用（函数的调用），在函数调用时会专门从堆栈中分出一块内存（称为帧）供函数使用。
传递给函数的参数由堆栈来保存，帧则负责存储寄存器的状态、局部变量的内存分配的相关任务。
如果说函数P调用函数Q，那么称P为调用者（caller），Q是被调用者（callee）。
根据上述规则， 堆栈会给Q分配帧，并且用两个指针（分别存储在$\%ebp$和$\%esp$中）指示帧的开始和结束的位置。

[图示caller代表P，callee代表Q]

• Caller’s Framer：P是一个函数，会被其他过程调用，所以也会给它分配帧，但是我们不关心它，因为这里考虑的是P调用Q。注意P的帧分为了三个部分。
  （1）自身使用区：保存P函数中的局部变量，寄存器等状态，是在Argument n以上的蓝色部分。
  （2）参数区：Argument 1--Aegument n，这些都是将要传递给Q的参数，记得吗？参数是存储在caller的帧中的。
  （3）返回地址区：即标注为Return address的区域。它存储了当从Q返回后，P将要执行的下一条指令的地址。

• Callee’s Framer : Callee’s Frame一定是当前帧（Current’s Framer）。我们注意到Q的帧也是大体分为了三个部分。
  (1)帧开始段 ： $\%ebp$指向帧开始段的地址。该地址的内存单元存储的是之前$\%ebp$指向的地址。在P调用Q之前， %ebp