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环境#xff1a;X86Vs2013
我们C语言学习过程中是否遇到过如下问题或者疑惑#xff1a;
1、局部变量是如何创建的#xff1f;
2、为什么局部变量的值是随机值#xff1f;
3、函数是怎么传参的#xff1f;传参的顺序是怎样的#xff1f;
4、形…一、前言
环境X86Vs2013
我们C语言学习过程中是否遇到过如下问题或者疑惑
1、局部变量是如何创建的
2、为什么局部变量的值是随机值
3、函数是怎么传参的传参的顺序是怎样的
4、形参和实参是什么关系
5、函数调用是怎么做的
6、函数调用完后怎么返回的
看完这篇关于函数栈帧的博客我相信你对这些问题会有一些进一步的理解希望能帮助你解决一些学习中的困惑。
二、预备知识了解
2.1、寄存器的种类和作用
eax累加寄存器相对于其他寄存器在运算方面比较常用。ebx基地址寄存器在内存寻址时存放基地址。ecx计数寄存器用于循环操作比如重复的字符存储操作或者数字统计。edx作为EAX的溢出寄存器总是被用来放整数除法产生的余数。esi变址寄存器主要用于存放存储单元在段内的偏移量。通常在内存操作指令中作为“源地址指针”使用edi目的变址寄存器主要用于存放存储单元在段内的偏移量。eip控制寄存器存储CPU下次所执行的指令地址存放指令偏移地址。esp栈顶指针堆栈的顶部是地址小的区域压入堆栈的数据越多esp也就越来越小。在32位平台上esp每次减少4字节。栈指针寄存器(extended stack pointer)其内存放着一个指针该指针永远指向系统栈最上面一个栈帧的栈顶。是CPU机制决定的push、pop指令会自动调整esp的值。ebp基址指针指栈的栈底指针。基址指针寄存器(extended base pointer)一般与esp配合使用可以存取某时刻的esp这个时刻就是进入一个函数内后CPU会将esp的值赋给ebp此时就可以通过ebp对栈进行操作比如获取函数参数局部变量等。其内存放着一个指针该指针永远指向系统栈最上面一个栈帧的底部。
2.2、汇编指令 1、push:在栈的顶端开辟地址并存放变量然后减少esp的值32位机器上esp每次减少4个字节64位机器上esp每次减少8字节。 2、pop:在栈顶端去掉一个地址然后增加esp的值2位机器上esp每次增加4个字节64位机器上esp每次增加8字节。 3、mov:用于将一个数据的源地址传送到目标地址原操作地址不变。将esp值赋给ebp。 4、sub:从寄存器上减去shifter_operand表示的数值并将结果保存到寄存器上。 5、leaload effective address:将一个内存地址直接付给目标的操作数。 6、rep(repeat):引发字符串指令被重复使用。 7、stos(store string):将exc的值拷贝到es:[edi]指向的地址。 8、call:将程序下一条指令的位置的IP压入堆栈并调用的子程序。 9、jmp:跳转指令。 10、add:将两个数相加结果写入第一个数中。 11、ret:终止函数执行当前栈帧所开辟的空间收回。 2.3、例子
为了能够看清楚全部细节我们把函数写的尽量细一点。
#include stdio.hint 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;
}汇编码
int main() {
002718A0 push ebp
002718A1 mov ebp,esp
002718A3 sub esp,0E4h
002718A9 push ebx
002718AA push esi
002718AB push edi
002718AC lea edi,[ebp-24h]
002718AF mov ecx,9
002718B4 mov eax,0CCCCCCCCh
002718B9 rep stos dword ptr es:[edi]
002718BB mov ecx,27C003h
002718C0 call 0027131B int a 10;
002718C5 mov dword ptr [ebp-8],0Ah int b 20;
002718CC mov dword ptr [ebp-14h],14h int c 0;
002718D3 mov dword ptr [ebp-20h],0 c Add(a, b);
002718DA mov eax,dword ptr [ebp-14h]
002718DD push eax
002718DE mov ecx,dword ptr [ebp-8]
002718E1 push ecx
002718E2 call 002710B4
002718E7 add esp,8
002718EA mov dword ptr [ebp-20h],eax printf(%d, c);
002718ED mov eax,dword ptr [ebp-20h]
002718F0 push eax
002718F1 push 277B30h
002718F6 call 002710D2
002718FB add esp,8 return 0;
002718FE xor eax,eax
}
00271900 pop edi
00271901 pop esi
00271902 pop ebx
00271903 add esp,0E4h
00271909 cmp ebp,esp
0027190B call 00271244
00271910 mov esp,ebp
00271912 pop ebp
00271913 ret
2.4、内存模型
在栈区创建函数栈帧 三、栈帧的创建 按下F10在视图中打开调用堆栈窗口我们发现main()函数被调用了。 那么main()函数被谁调用调用了呢 当我们调试到 return 0 之后再按F10我们发现程序跳转到了调用main()函数的函数内 原来main()函数是被__tmainCRTStartup函数调用的而 __tmainCRTStartup又是被mainCRTStartup调用的。 3.1、为main函数开辟栈帧 3.2、在main函数中创建变量 3.3、调用add函数前做准备
函数传参从右向左 3.4、为add函数开辟栈帧 3.5、Add()函数中创建变量并运算 形参是实参的一份临时拷贝
四、函数栈帧的销毁
4.1、Add()栈帧的销毁 过程一pop edi / esi / ebx 过程二mov esp, ebp 】 过程三pop ebp】 过程四ret】 过程五mov dword ptr [ebp-20h]eax】 4.2、返回main()函数栈帧 可以看到这里返回到了(3.3调用Add()函数前的准备)最后指令call的下一条指令。
之后的过程还很复杂这里就不详细展示了。
五、总结
对此我们对刚开始的问题是不是有了一点柳暗花明的感觉。
在不同的编译器下函数调用过程中栈帧的创建是略有差异的具体细节取决于编译器的实现。
友情提示
不要使用太高级的编译器越高级的编译器越不容易学习和观察。 这篇博客有很多不足的地方希望大家及时指出来
