从汇编角度分析C语言中的局部变量是如何产生的

程序猿-小斑2024-09-06 14:26

前言

学习C语言时，我们都学过。局部变量是保存在栈里的，而且局部变量在函数返回后，无法再使用。那么我们深入的问一下，如何在保存在栈里，为什么函数返回之后，局部变量就不能用了。下面我们从汇编的角度分析一下。

学习本篇内容，需要知道什么栈、计算机如何操作栈、知道简单的汇编指令等。

下面介绍的局部变量产生方法，是以一款嵌入式的控制器为例讲解的。不同的编译器会有不同的处理方法，意思是大同小异。学会了一种，就可以一通百通。

前情提要：

1.控制器用SP寄存器保存栈顶指针。

2.push指令是压栈指令。pop指令是弹出栈指令。

简单的变量，使用push指令开辟局部变量的空间。

代码如下（示例）：

c 复制代码

void func()
{
	int a=5;
	int b=10;
}

c 复制代码

PUSH [R0,R1]
MOVE R0,#5
STR R0,[SP,#0]
MOVE R1,#A
STR R1,[SP,#4]

PUSH $R0,R1$ :将R0 R1两个寄存器的值，压到栈中。这句命令不是为了保存两个寄存器的值，而是为了"占坑"。压出来8个byte的空间，放a，b两个变量。

MOVE R0,#5：把R0的值，设置成5。

STR R0, $SP,#0$ ：把R0的值，保存到SP指向的内存。当前SP指向的就是a变量。

MOVE R1,#A：把R1的值，设置成10。

STR R1, $SP,#4$ ：把R1的值，保存到SP+4指向的内存。当前SP+4指向的就是b变量。

当遇到数组变量时，再用PUSH指令去分配空间，效率就太低了。比如定义了一个int $100$ 的变量，如果用PUSH指令，需要PUSH100次。这样效率太低了。

代码如下（示例）：

c 复制代码

void func()
{
	int c[100];

	c[0] = 1;
}

c 复制代码

SUB SP，#190

SUB是减法指令。SUB SP，#190指令是将SP直接减去0x190(也就是十进制的400)，直接在栈中开辟空间。

总的来说，定义了局部变量就需要在栈中开辟相应的空间，不管是用PUSH指令还是直接减SP指针，都是操作栈。

函数返回后，局部变量不能用的问题，我们再开一篇文章讲。