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函数栈帧(详解)

news 2025/8/26 8:57:31

一、前言：

环境：X86+Vs2013

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、lea（load 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.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;
}

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