C语言：函数栈帧的创建与销毁

目录

• [1. 前言](#1. 前言)
• [2. main函数栈帧的创建](#2. main函数栈帧的创建)
• [3. 变量空间的开辟与初始化](#3. 变量空间的开辟与初始化)
• [4. 传参与Add函数栈帧的创建](#4. 传参与Add函数栈帧的创建)
• [5. Add函数内的运算与返回值](#5. Add函数内的运算与返回值)
• [6. Add函数栈帧的销毁](#6. Add函数栈帧的销毁)

1. 前言

1. 不同的开发环境对于函数栈帧的创建与销毁，实现细节上是不同的，但思路上大体相同，我们接下来对函数栈帧的刨析都是基于vs2013这一个集成开发环境的结果。
2. 观察所用示例代码，如下：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#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;
}

3. 接下来我们会配合编译生成的汇编代码，监视窗口，内存窗口等工具，在调试模式下，来具体观察函数栈帧创建于销毁的每一步骤。

2. main函数栈帧的创建

1. vs2013中，main函数也是被其他函数调用的（__tmainCRTStartup）
2. 函数栈帧的创建都是自高地址向低地址进行
3. 图中，esp，ebp，ebx等单词缩写都代表着计算机中的寄存器，我们可以将他们视作独立于内存之外的一块块小空间，可以用来存储各种数据，参与各种运算
4. esp，ebp这两个寄存器，我们分别称之为栈顶指针 （esp），栈底指针（ebp），他们分别用来维护函数栈帧的栈顶与栈底地址，在整个函数栈帧的创建中起着至关重要的作用
5. lea（load efficient address）：载入有效地址，给寄存器edi中，存入值ebp - 0E4h，记录可用的内存地址边界
6. word两个字节，dword（double word）四个字节
7. 初始化开辟的函数栈帧空间：
   <1> mov ecx, 39h，将39h存入寄存器ecx
   <2> mov eax, 0CCCCCCCCH，将0CCCCCCCCh存入寄存器eax中
   <3> rep stos dword ptr es: edi，从edi记录的地址开始，向下以四字节为单位，以0CCCCCCCCh为内容初始化39h次

3. 变量空间的开辟与初始化

1. 第一个变量开辟空间，地址与ebp（栈底指针）间隔4字节
2. 其余定义变量，地址与前一个变量间隔8字节

4. 传参与Add函数栈帧的创建

1. 向Add函数传参的方式为，将对应的参数值压栈至main函数的栈顶
2. 压栈的顺序根据函数参数自右向左
3. 正式创建Add函数栈帧之前，会将main函数栈底指针（ebp）的地址，作为元素压入main函数栈顶，以便后续Add函数执行完毕返回main函数的栈帧空间中
4. call指令执行后会跳转至对应的指令地址处，并且记录call指令的下一条指令地址

5. Add函数内的运算与返回值

1. 获得传参的方式为以当前函数栈帧的栈底指针为基准，向下找寻此前最后压入main栈顶的参数值
2. 计算方式为，以寄存器为载体，最后将结果赋予对应的内存空间
3. 当有返回值要被返回时，函数返回值会被记录到对应的寄存器中，从而被带回

6. Add函数栈帧的销毁

1. Add函数栈帧的销毁，首先将栈顶的三个元素弹出栈帧，弹出后栈顶指针对应缩减下移
2. pop ebp，此条指令执行完成之后，栈底指针（ebp）会通过指向的main函数ebp地址重新指向main函数的栈底，而栈顶指针（esp）只被视作弹出了一个元素，指针下移一个元素
3. ret指令指令执行后，执行流返回到先前要执行的下一条指令地址处
4. add esp, 8，栈顶指针下移8个字节，将Add函数的参数弹出main函数栈帧