函数入栈出栈以及栈帧

参考一

函数调用是程序设计中的重要环节，也是程序员应聘时常被问及的，本文就函数调用的过程进行分析。

一、堆和栈

首先要清楚的是程序对内存的使用分为以下几个区：

l         栈区（stack）：由编译器自动分配和释放，存放函数的参数值，局部变量的值等。操作方式类似于数据结构中的栈。

l         堆区（heap）：一般由程序员分配和释放，若程序员不释放，程序结束时可能由操作系统回收。与数据结构中的堆是两码事，分配方式类似于链表。

l         全局区（static）：全局变量和静态变量存放在此。

l         文字常量区：常量字符串放在此，程序结束后由系统释放。

l         程序代码区：存放函数体的二进制代码。

典型的内存区域分配如图所示：

 

参考二

首先应该明白，栈是从高地址向低地址延伸的。每个函数的每次调用，都有它自己独立的一个栈帧，这个栈帧中维持着所需要的各种信息。寄存器ebp指向当前的栈帧的底部（高地址），寄存器esp指向当前的栈帧的顶部（地址地）。下图为典型的存取器安排，观察栈在其中的位置

 

入栈操作:push eax; 等价于 esp=esp-4,eax->[esp];如下图

出栈操作：pop eax; 等价于 [esp]->eax,esp=esp+4;如下图

我们来看下面这个C程序在执行过程中，栈的变化情况

void func(int m, int n) {

    int a, b;

    a = m;

    b = n;

}

main() {

...

    func(m, n);

L:  下一条语句

...
} 

 

在main调用func函数前，栈的情况，也就是说main的栈帧：

从低地址esp到高地址ebp的这块区域，就是当前main函数的栈帧。当main中调用func时，写成汇编大致是：

push m

push n; 两个参数压入栈

call func; 调用func，将返回地址填入栈，并跳转到func

当跳转到了func，来看看func的汇编大致的样子：

__func:

        push ebp; 这个很重要，因为现在到了一个新的函数，也就是说要有自己的栈帧了，那么，必须把上面的函数main的栈帧底部保存起                        ; 来，栈顶是不用保存的，因为上一个栈帧的顶部讲会是func的栈帧底部。（两栈帧相邻的）

        mov ebp, esp; 上一栈帧的顶部，就是这个栈帧的底部

        ;暂时先看现在的栈的情况

                 ;到这里，新的栈帧开始了

                 sub esp, 8   ;  int a, b 这里声明了两个int，所以esp减小8个字节来为a,b分配空间

                 mov dword ptr [esp+4], [ebp+12];   a=m

                 mov dword ptr [esp], [ebp+8]; b=n         

   这样，栈的情况变为：

                    ret 8     ;  返回，然后8是什么意思呢，就是参数占用的字节数，当返回后，esp-8，释放参数m,n的空间

 

由此可见，通过ebp，能够很容易定位到上面的参数。当从func函数返回时，首先esp移动到栈帧底部（即释放局部变量），然后把上一个函数的栈帧底部指针弹出到ebp,再弹出返回地址到cs:ip上，esp继续移动划过参数，这样，ebp,esp就回到了调用函数前的状态，即现在恢复了原来的main的栈帧。

链接：

http://blog.csdn.net/zhongguoren666/article/details/7586074

http://blog.csdn.net/yxysdcl/article/details/5569351