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理解函數棧幀

番茄西紅柿 / 1642人閱讀

摘要:同時,和所指示的位置會隨著函數棧幀的創建和銷毀而不斷的發生改變。再次執行函數棧幀的創建操作。函數的返回值會存在一個寄存器中當函數棧幀釋放后,返回值不會隨之消失。二函數棧幀的銷毀將一些函數調用中使用的寄存器彈出棧。

一、函數棧幀的創建

1.寄存器

一般來說,計算機中的寄存器有六種
分別是:eax, ebx, ecx,edx,ebp,esp

ebp,esp這兩個寄存器中存放的是地址,與此同時,這兩個地址是來維護函數棧幀的。

2.函數棧幀

每一個函數的調用,都需要在棧區為其開辟一個空間,這塊為其開辟的空間就是函數棧幀。

ebp:棧底指針
esp:棧頂指針

對于棧這種數據結構一共有兩種棧操作
1.pop 出棧
2. push 壓棧


如上圖所示,當main函數創建是便是會為其開辟函數棧幀,而其函數棧幀的地址范圍則由棧頂指針:esp,棧底指針:ebp來標識。同時,ebp和esp所指示的位置會隨著函數棧幀的創建和銷毀而不斷的發生改變。

需要明白的是,在VS編譯器中,main函數也是由其他函數調用的

在main函數的棧幀創建完成之后呢,就會用一個特定值將函數棧幀內的空間覆蓋,這個特定值就是0xcccccccc(十六進制表示)。

相信大家在跑代碼的時候都遇到過打印好多“燙燙燙燙燙燙燙燙燙”的情況,這其實是訪問的內存越界了,而錯誤訪問的內存中存放的正好就是上面那個特定值。

函數棧幀創建好以后,在函數中創建的變量便可以存放在函數棧幀中了。

3.函數中調用函數

1.如果調用的函數有參數的話,先要將參數壓棧,這里的參數是實參的一份臨時拷貝。

2.同時將調用函數結束之后的下一步操作的地址壓棧。(根據這個地址,我們們就可以在內存中找到相應的操作)

3.將調用之前的函數棧幀對應的ebp地址壓棧,這是為了方便我們在函數調用結束之后找到對應的函數棧幀的地址。

4.再次執行函數棧幀的創建操作。

函數形參并不是在函數棧幀中創建的,而是在函數棧幀創建之前就已經在棧中創建了(對應第一步),當要使用時,就可以從相應位置找到。

5.函數的返回值會存在一個寄存器中(當函數棧幀釋放后,返回值不會隨之消失)。

二、函數棧幀的銷毀

1.將一些函數調用中使用的寄存器彈出棧。

2.修改相應的ebp,esp的值,使其還原為函數調用前所指向的位置。具體為:出棧操作后,esp將指向當前ebp所指向的位置,之后彈出棧中所存儲的ebp的地址,讓ebp也指向正確的位置。這也是為何要在函數調用之前存儲當前ebp的地址。同時,因為出棧操作,esp的位置也相應的發生改變。

3.此時的棧頂元素對應的是函數調用之后的下一條指令的地址(在調用函數之前我們就將其壓棧了),根據地址我們就可以執行相應的操作。之后出棧,變更esp地址。

4.執行完第三步操作后,esp所指向的地址發生改變。同時釋放形參的空間,函數也相應的結束了。

總結

這是函數棧幀的創建和銷毀,這里只是簡單的介紹,如果要理解的更透徹的話,可以查看匯編的代碼,更能幫助我們理解。如果有問題,歡迎大家在評論區探討。

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