C语言进阶栈帧示例详解教程

目录
  • 正片开始
  • 栈有什么用？
  • 寄存器
  • main函数创建
  • 局部变量创建
  • 函数部分
  • 形参与实参

正片开始

今天来讲讲我对栈帧创建与销毁的拙见。
理解什么是栈帧首先知道什么是栈：

在数据结构中, 栈是限定仅在表尾进行插入或删除操作的线性表。栈是一种数据结构，它按照后进先出的原则存储数据，先进入的数据被压入栈底，最后的数据在栈顶，需要读数据的时候从栈顶开始弹出数据。

栈有什么用？

在计算机系统中，栈也可以称之为栈内存是一个具有动态内存区域,存储函数内部（包括main函数）的局部变量和方法调用和函数参数值，是由系统自动分配的，一般速度较快；存储地址是连续且存在有限栈容量，会出现溢出现象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，而弹出操作使栈减小。

栈用于维护函数调用的上下文，离开了栈函数调用就没法实现。

讲到这里，小朋友你是否有很多问号？那打住，我们抛开无聊的学术前文，另起炉灶。

寄存器

要讲清楚栈帧就必须理解一手寄存器。尤其是 ebp，esp这2个寄存器中存放的地址，这两个地址是用来维护函数栈帧的。

寄存器有很多种这里不赘述

main函数创建

我们这里随便搞一个最简单的Add函数

int   add(int x,int y)
{
       int z;
       z=x+y;
       return z;
}
int main()
{
	int  data1;
    int  data2;
    int  ret;
    while(1)
    {
       int data1,data2 = 0;
       scanf("%d %d",&data1,&data2);
       add(data1,data2);
	    return 0;
}

搞栈帧的话我的编译器是不适合的，我是vs2019，因为编译器越高级函数的封装越复杂周密，不容易我们去剖析栈帧，我就尽量语言表达严谨一点吧。编译器反汇编过程就能反应我们栈帧创建的过程，这是我在网上找的反汇编页面可以参考一下

其中反汇编用到的指针我们要清楚意义：

在编译器中，main函数也是会被其他函数调用的，调用堆栈窗口后反汇编可以看到如下字样:

main
_tmainCRTStartup
mainCRTStartup

后面两句意义不明的玩意儿就是在调用main函数。为什么要讲这个呢？我们说每一次函数调用都要分配空间，main函数不例外也要分配栈帧空间。
以下内容和上面汇编指令表食用更佳：
首先 push ，即压栈，就是往栈sei东西进去。push 会让esp让低地址走，就会在原先基础上压进来一个 ebp 指针。

接下是 mov 指针，mov把后面的指针赋到前面去，esp给了ebp，也就是相当于在移位。

接下来是 sub 减法操作，减去一个内容来使esp指针走向低地址来开辟main函数栈帧。

过程模拟如下：

局部变量创建

接下来esp已经走到那几个内容的头上去了，这时出现了 lea 指针，即 load effective address 加载有效地址，其实在这个指针指定对象里面放入一个地址

我们后面的 [ebp-0C0h]，其实就是刚刚 sub操作，本质上还是原来开辟栈帧起点 ebp 的地址，把这个地址放入edi 里面。

接下来的连续 mov 时在把从edi 开始的 30h 这么多个空间里面的 dword（double word-四字节数据）全部初始化成 eax 里面 “0CCCCCCCCh”的内容，保证为main函数预开辟的内存全变成 “CCCCCCCCh”，这么说来改的还是蛮多的。
接下来当我们创建变量时，比如 int a = 10；就会出现类似下面字样：

int a = 10;
00C2142E C7 45 EC 0A 00 00 00 mov             dword ptr [ebp-8h],0Ah

这里就是在创建局部变量了， ebp指针减了 8h，这个 8h 就是给a留的位子**（这里的 h 是编译器给的标识，我们只需要明白这是一个十六进制数）**就行了。所以总结一下，其实创建方式与main函数没有太大出入。

函数部分

Add函数传参时也是在将 esp 进行压栈，但注意，这时的esp里面的值是 10，相当于是在传 10 这个值。传完参紧接着就会调用函数

00C2144B E8 91 FC FF FF           call             00C210E1

call 指针作用就是调用函数，F11 执行call指令后会发现在跳转到作用的同时，他会把 call指令的下一条指令的地址传到里面，在顶上压一个main函数的ebp ，esp又会跑到最上面，一但函数执行完后返回就会很自然的回到该地址。

在main函数的 ebp 上面又会传统艺能，以相同的方式开辟 Add 函数的空间，又初始化成全 c，以相同方式创建临时变量……
这时你可能会注意到传进函数的 x，y去哪里了？其实已经为他准备好了，在返回进行下一项指令时，x，y就会乖乖跑到这片空间储存

Add函数完成后回把传的参返回， 就是我们的 pop 指针，即出栈，这里参数每从栈顶pop一次 esp 指针就会上移一个单位，ebp也会随之退回一个单位，利用指针的偏移量找回他的形参，最后返回值ret，其逻辑本质上就是弹出main ebq那里的下一项指令的地址。
我们走出函数后，esp，ebq会回收，这时这块空间就会直接销毁，挫骨扬灰。
整个函数部分就完美的呈现出来了。

形参与实参

形参确实是我在压栈时开辟的空间，这坨空间是独立的，只是值是相同的，形参是实参的一份临时拷贝，改变形参不影响实参，那返回值是怎么带回来的呢？其实是通过寄存器。

以上就是C语言进阶栈帧示例详解教程的详细内容，更多关于C语言栈帧的资料请关注我们其它相关文章！

赞 (0)

相关推荐

  • C语言函数栈帧的创建和销毁介绍

    C语言函数栈帧的创建和销毁介绍

    在初学c语言中,很多时候要记的内容有点多,有时候并不能深入的了解它.关于函数的栈帧可以帮助我们深入了解函数传参的过程,让我们了解c语言. 以下是我们平时接触过,但不了解的问题: 1.为什么局部变量在未赋值前是随机的. 2.局部变量创建的过程. 3.函数传参,传参的顺序问题. 4.形参与实参的关系什么. 5.调用函数是怎么调用的,调用的过程是什么. 6.调用函数结束后,是怎样返回的. 这些问题我们在学校可能并不会接触,也不会出现在考试的试卷上,但是作为计算机专业的学生,做一些认识和了解是很有必要的

  • C语言深入讲解之从函数栈帧角度理解return关键字

    C语言深入讲解之从函数栈帧角度理解return关键字

    目录 初识函数栈帧 return 个人总结环节 初识函数栈帧 如上图可见,函数在被调用的时候会现在栈上开辟一个空间,我们称之为栈帧,之后函数内部的变量在这块区域进行空间开辟. 但是函数在调用的时候,怎么知道需要开辟多大空间呢??? void func() { int a, b; double c, d, e; } 按照示例代码,会先对需要的内存空间大小进行预估,然后进行空间开辟. 函数返回时,栈帧会被释放,但是,虽然栈帧被释放,里面的内容是不会被清空的,下面通过以下的例子进行分析. #inclu

  • C语言函数栈帧详解

    C语言函数栈帧详解

    目录 前言 一.函数栈帧是什么? 二.栈帧准备知识 1.内存分区 2.什么是栈? 三.详解栈帧创建与销毁全过程 调用函数之前: 将传入函数的值放入栈中 函数执行: 1.保护当前ebp 2.创建所需调用函数的栈帧空间 3.保存局部变量 4.参数运算 函数返回: 1.存储返回值 2.销毁空间 3.ebp回上一栈帧栈底 4.销毁形参 5.main函数拿到返回值 总结 前言 在c语言中我们会将一些功能单独写成一个函数,以供主函数调用,在表面来看调用的过程就是写出一个函数后,只需要在调用时中通过函数名将实

  • C语言函数栈帧解析

    C语言函数栈帧解析

    目录 一.什么是函数栈帧 1.寄存器: 2.函数栈帧 3.栈帧的作用和维护 4.栈帧结构 二.函数栈帧的创建 1.汇编代码 2.main函数 2.栈帧创建: 3.步骤 4.ADD函数栈帧的创建 三.函数栈帧的销毁 1.汇编语言 四.了解 1.函数传参 2.函数返回值如何返回 3.函数中变量如何初始化和赋值 总结 一.什么是函数栈帧 1.寄存器: eax, ebx, ecx ... ebp - 存放了指向函数栈帧栈底的地址 esp - 存放了指向函数栈帧栈顶的地址 2.函数栈帧 函数被调用时,系统

  • c语言函数栈帧的创建和销毁过程详解

    c语言函数栈帧的创建和销毁过程详解

    目录 1 相关知识介绍 1.1 寄存器 1.2 函数栈帧概述 2 栈帧创建与销毁过程 1 相关知识介绍 1.1 寄存器 一般计算机内通用寄存器包括eax,ebx,ecx,edx,esi,edi,esp,edp,其中esp,ebp这两个寄存器是用来存放地址的,这两个地址就是用来维护函数栈帧的 1.2 函数栈帧概述 我们知道c语言中函数都是被调用的,main函数里面能调用其他函数,其实main函数也是被别的函数调用的.main函数是在 _tmainCRTSartup 函数中被调用的,_tmainCR

  • C语言进阶栈帧示例详解教程

    C语言进阶栈帧示例详解教程

    目录 正片开始 栈有什么用? 寄存器 main函数创建 局部变量创建 函数部分 形参与实参 正片开始 今天来讲讲我对栈帧创建与销毁的拙见.理解什么是栈帧首先知道什么是栈: 在数据结构中, 栈是限定仅在表尾进行插入或删除操作的线性表.栈是一种数据结构,它按照后进先出的原则存储数据,先进入的数据被压入栈底,最后的数据在栈顶,需要读数据的时候从栈顶开始弹出数据. 栈有什么用? 在计算机系统中,栈也可以称之为栈内存是一个具有动态内存区域,存储函数内部(包括main函数)的局部变量和方法调用和函数参数值,

  • C语言实现栈的示例详解

    C语言实现栈的示例详解

    目录 前言 一. 什么是栈 二. 使用什么来实现栈 三. 栈的实现 3.1 头文件 3.2 函数实现 3.3 完整代码 四. 栈的用处 前言 前一段时间,我们试着用C语言实现了数据结构中的顺序表,单链表,双向循环链表.今天我们再用C语言来实现另一种特殊的线性结构:栈 一. 什么是栈 栈(stack)又名堆栈,它是一种运算受限的线性表.限定仅在表尾进行插入和删除操作的线性表.这一端被称为栈顶,相对地,把另一端称为栈底.向一个栈插入新元素又称作进栈.入栈或压栈,它是把新元素放到栈顶元素的上面,使之成

  • C语言实现队列的示例详解

    C语言实现队列的示例详解

    目录 前言 一. 什么是队列 二. 使用什么来实现栈 三. 队列的实现 3.1头文件 3.2 函数的实现 四.完整代码 前言 前一段时间,我们试着用C语言实现了数据结构中的顺序表,单链表,双向循环链表,栈.今天我们再用C语言来实现另一种特殊的线性结构:队列 一. 什么是队列 队列是一种特殊的线性表,特殊之处在于它只允许在表的前端(head)进行删除操作,而在表的后端(tail)进行插入操作,和栈一样,队列是一种操作受限制的线性表.进行插入操作的端称为队尾,进行删除操作的端称为队头. 这个队列就可

  • Go语言基础模板设计模式示例详解

    Go语言基础模板设计模式示例详解

    目录 概述 模板模式生活案例 策略模式涉及到两个角色 UML 总结 示例 概述 模板方法模式定义了一个算法的步骤,并允许子类别为一个或多个步骤提供其实践方式.让子类别在不改变算法架构的情况下,重新定义算法中的某些步骤 确定了步骤的执行顺序,单某些步骤因环境或人等因素具体实现是未知的 模板模式生活案例 请客吃饭[点菜->吃东西->结账],每个人点菜不一样,吃东西不一样,结账也不一样从某地到某地[起点->出行方式->终点]起点和终点不一一样,但是每个人出行方式是不一样的 Go没有封装.

  • C语言实现阶乘的示例详解

    C语言实现阶乘的示例详解

    目录 前言 1.阶乘实现 1.1理论步骤 1.2实践结果 2.连续乘层相加实现 2.1理论步骤 2.2实践结果 前言 在现实中,我们做数学题总会遇到阶乘问题,这在计算机中也不例外. 那我们应该怎么实现呢? 我记得很多老师在电脑上书写阶乘都是用!这个符号表示. 比如5的阶乘,写为5!. 这在C语言中是行不通的,下面我讲解C语言中阶乘的实现. 1.阶乘实现 1.1理论步骤 我们可以利用while.do……while.以及for等循环实现,实现功能如下: 我们先设置好3个变量,i.n(想要的阶层数).

  • Go语言数据结构之插入排序示例详解

    Go语言数据结构之插入排序示例详解

    目录 插入排序 动画演示 Go 代码实现 总结 插入排序 插入排序,英文名(insertion sort)是一种简单且有效的比较排序算法. 思想: 在每次迭代过程中算法随机地从输入序列中移除一个元素,并将改元素插入待排序序列的正确位置.重复该过程,直到所有输入元素都被选择一次,排序结束. 插入排序有点像小时候我们抓扑克牌的方式,如果抓起一张牌,我们放在手里:抓起第二张的时候,会跟手里的第一张牌进行比较,比手里的第一张牌小放在左边,否则,放在右边. 因此,对所有的牌重复这样的操作,所以每一次都是插

  • Go语言实现彩色输出示例详解

    Go语言实现彩色输出示例详解

    目录 简介 说明 支持Linux彩色输出 支持Windows彩色输出 Golang IDE输出是不支持的 使用 CODE DEMO 小结 简介 在逛github时发现一个好玩的Go项目,彩色输出文本 说明 支持Linux彩色输出 支持Windows彩色输出 Golang IDE输出是不支持的 使用 效果图 CODE DEMO package main import ( "fmt" "github.com/fatih/color" ) func main() { co

  • go语言编程实现递归函数示例详解

    go语言编程实现递归函数示例详解

    目录 前言 函数中的 return 递归的问题 总结 前言 本篇文章主要是记录一下在 GScript 中实现递归调用时所遇到的坑,类似的问题在中文互联网上我几乎没有找到相关的内容,所以还是很有必要记录一下. 在开始之前还是简单介绍下本次更新的 GScript v0.0.9 所包含的内容: 支持可变参数 优化 append 函数语义 优化编译错误信息 最后一个就是支持递归调用 先看第一个可变参数: //formats according to a format specifier and writ

  • go语言的变量定义示例详解

    目录 前言 定义单个变量 定义多个变量 定义相同类型的多个变量 变量的初始化 变量类型的省略 var关键字的省略(简短声明) 全局变量与局部变量 特别的变量名 未使用变量的限制 常量 前言 特别说明: 本文只适合新手学习 这篇文章带我们入门go语言的定义变量的方式,其实和javascript很相似,所以特意总结在此. 在go语言中,也有变量和常量两种,首先我们来看变量的定义,定义变量我们分为定义单个变量和多个变量. 本文知识点总结如下图所示: 定义单个变量 在定义单个变量中,我们通过var关键字

  • Verilog语言的循环语句示例详解

    目录 关键词:while, for, repeat, forever while 循环 for 循环 repeat 循环 forever 循环 关键词:while, for, repeat, forever Verilog 循环语句有 4 种类型,分别是 while,for,repeat,和 forever 循环.循环语句只能在 always 或 initial 块中使用,但可以包含延迟表达式. while 循环 while 循环语法格式如下: while (condition) begin -

随机推荐