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一、什么是函数栈帧

我们在写C语言代码的时候，经常会把一个独立的功能抽象为函数，所以C程序是以函数为基本单位的。那函数是如何调用的？函数的返回值又是如何待会的？函数参数是如何传递的？这些问题都和函数栈帧有关系
函数栈帧（stack frame）就是函数调用过程中在程序的调用栈（call stack）所开辟的空间，这些空间是用来存放：
函数参数和函数返回值
临时变量（包括函数的非静态的局部变量以及编译器自动生产的其他临时变量）
保存上下文信息（包括在函数调用前后需要保持不变的寄存器）

二、理解函数栈帧能解决什么问题呢

局部变量是如何创建的？
为什么局部变量不初始化内容是随机的？
函数调用时参数时如何传递的？传参的顺序是怎样的？
函数的形参和实参分别是怎样实例化的？
函数的返回值是如何带回的？

三、函数栈帧的创建和销毁解析

1、什么是栈？
// 栈（stack）是现代计算机程序里最为重要的概念之一，几乎每一个程序都使用了栈，没有栈就没有函数，没有局部变量，也就没有我们如今看到的所有的计算机语言。
// 在经典的计算机科学中，栈被定义为一种特殊的容器，用户可以将数据压入栈中（入栈，push），也可以将已经压入栈中的数据弹出（出栈，pop），但是栈这个容器必须遵守一条规则：先入栈的数据后出栈（First In Last Out， FIFO）。就像叠成一叠的书，先叠上去的书在最下面，因此要最后才能取出。
// 在计算机系统中，栈则是一个具有以上属性的动态内存区域。程序可以将数据压入栈中，也可以将数据从栈顶弹出。压栈操作使得栈增大，而弹出操作使得栈减小。在经典的操作系统中，栈总是向下增长（由高地址向低地址）的。
// 在我们常见的i386或者x86-64下，栈顶由名为esp 的寄存器进行定位的

认识相关寄存器和汇编指令

相关寄存器
eax：通用寄存器，保留临时数据，常用于返回值
ebx：通用寄存器，保留临时数据
ebp：栈底寄存器
esp：栈顶寄存器
eip：指令寄存器，保存当前指令的下一条指令的地址
相关汇编命令
mov：数据转移指令
push：数据入栈，同时esp栈顶寄存器也要发生改变
pop：数据弹出至指定位置，同时esp栈顶寄存器也要发生改变
sub：减法命令
add：加法命令
call：函数调用，1. 压入返回地址 2. 转入目标函数
jump：通过修改eip，转入目标函数，进行调用
ret：恢复返回地址，压入eip，类似pop eip命令

1. 每一次函数调用，都要为本次函数调用开辟空间，就是函数栈帧的空间

2. 这块空间的维护是使用了2个寄存器：esp 和ebp ，ebp 记录的是栈底的地址，esp 记录的是栈顶的地址

如图所示：
在这里插入图片描述

关系：栈是由多个栈帧组成的，每个栈帧对应一个函数调用的上下文

作用：栈帧是栈在函数调用过程中的具体实现形式，用于存储和管理函数调用期间的临时数据

示例：

#include <stdio.h>int Add(int x, int y){int z = 0;z = x + y;return z;}int main(){int a = 3;int b = 5;int ret = 0;ret = Add(a, b);printf("%d\n", ret);return 0;}

在这里插入图片描述

接下来我们就一行行拆解汇编代码

在函数栈帧中，main函数也会被别人调用
该图片来源于ZHOUZH_093
在这里插入图片描述
首先是为main函数开辟出一个函数栈帧，用esp和ebp来进行维护

其中最关键的是main函数下面还有两个重重调用的函数，就是上面图片中前两个函数

00BE1820  push        ebp //把ebp寄存器中的值进行压栈，此时的ebp中存放的是调用main函数的函数栈帧的ebp
00BE1821  mov       ebp,esp  //move指令会把esp的值存放到ebp中，相当于产生了main函数的ebp，这个值就是调用main的函数的函数栈帧的esp，此时edp的位置就到了esp所指向的位置上
00BE1823  sub         esp,0E4h //sub会让esp中的地址减去一个16进制数字0xe4,产生新的esp，此时的esp是main函数栈帧的esp，此时结合上一条指令的ebp和当前的esp，ebp和esp之间维护了一个块栈空间，这块栈空间就是为main函数开辟的，就是main函数的栈帧空间，这一段空间中将存储main函数中的局部变量，临时数据已经调试信息等
00BE1829  push        ebx//将寄存器ebx的值压栈，esp-4
00BE182A  push       esi //将寄存器esi的值压栈，esp-4
00BE182B  push        edi //将寄存器edi的值压栈，esp-4//下面的代码是在初始化main函数的栈帧空间。
//1. 先把ebp-24h的地址，放在edi中
//2. 把9放在ecx中
//3. 把0xCCCCCCCC放在eax中
//4. 将从edp-0x2h到ebp这一段的内存的每个字节都初始化为0xCC
00BE182C  lea         edi,[ebp-24h]
00BE182F  mov         ecx,9
00BE1834  mov         eax,0CCCCCCCCh 
00BE1839  rep stos    dword ptr es:[edi] 
//"rep stos" 是汇编语言中的一个指令组合，用于在内存中高效地复制或填充数据

在这里插入图片描述

压栈一般都是将数据压到esp上面
因为这个时候放进去的值为0CCCCCCCCh 这些是随机的，所以就会出现
在这里插入图片描述
之所以上面的程序输出“烫”这么一个奇怪的字，是因为main函数调用时，在栈区开辟的空间的其中每一个字节都被初始化为0xCC，而arr数组是一个未初始化的数组，恰好在这块空间上创建的，0xCCCC（两个连续排列的0xCC）的汉字编码就是“烫”，所以0xCCCC被当作文本就是“烫”
接下来我们再分析main函数中的核心代码：

int a = 3;00BE183B  mov      dword ptr [ebp-8],3//将3存储到ebp-8的地址处，ebp-8的位置其实就是a变量int b = 5;00BE1842  mov      dword ptr [ebp-14h],5 //将5存储到ebp-14h的地址处，ebp-14h的位置其实是b变量int ret = 0;00BE1849  mov       dword ptr [ebp-20h],0  //将0存储到ebp-20h的地址处，ebp-20h的位置其实是ret变量//以上汇编代码表示的变量a,b,ret的创建和初始化，这就是局部的变量的创建和初始化
//其实是局部变量的创建时在局部变量所在函数的栈帧空间中创建的
//调用Add函数
ret = Add(a, b);//ret：恢复返回地址，压入eip，类似pop eip命令   eip:指令寄存器，保存当前指令的下一条指令的地址//调用Add函数时的传参
//其实传参就是把参数push到栈帧空间中
00BE1850  mov         eax,dword ptr [ebp-14h]  //传递b，将ebp-14h处放的5放在eax寄存器中
0BE1853  push        eax//将eax的值压栈，esp-4
00BE1854  mov         ecx,dword ptr [ebp-8] //传递a，将ebp-8处放的3放在ecx寄存器中
00BE1857  push        ecx   //将ecx的值压栈，esp-4
//跳转调用函数
00BE1858  call        00BE10B4  
00BE185D  add          esp,8 
00BE1860  mov         dword ptr [ebp-20h],eax//dword,这个地址指向一个32位（双字）的数据