希望是美好的，也许是人间至善，而美好的事物永不消逝。——《肖申克的救赎》

目录

1、什么是函数栈帧？

2、理解函数栈帧能解决什么问题

3、函数栈帧是什么

3.1什么是栈？

3.2认识寄存器和汇编指令

4、函数调用的整个过程

5、main函数的栈帧形成过程

6、自定义函数栈帧形成过程

7、自定义函数返回到主函数

前言：

大家好，我是拳击哥。我们在编写程序时，会自定义一些函数，我们会用它来进行一些功能实现，那它在内存中的样子是什么呢，实参是如何传参给形参的呢？实际上自定义的函数是在栈区创建的一片空间，我们通过一些汇编指令来实现传参回参。今天我给大家带来的博文内容是什么是函数的栈帧，理解函数的栈帧能解决什么问题。并且理解函数栈帧的创建与销毁的过程。下面我就来详细解析。

1、什么是函数栈帧？

我们在编写程序的时候会自定义函数，自定义函数在调用时。会在内存中开辟一道空间那么这个空间就是该函数的栈帧（stack frame）。那么这些空间里面存放函数参数以及函数返回值，临时变量，保存上下文信息。我们来看一个图大致理解一下：

2、理解函数栈帧能解决什么问题

我们在理解函数栈帧后，以下几个问题就理解了：

局部变量的创建过程为什么局部变量不初始化内容就是随机值函数调用的时候是如何传参的，顺序是怎样的函数的形参和实参是怎样实例化的函数的返回值能带回什么

3、函数栈帧是什么

3.1什么是栈？

栈（stack）是计算语言中最重要的概念之一，我们运行的每一个程序都是用了栈。如果没有栈就没有函数、局部变量、所有的C语言。

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。

push：压栈，pop：出栈：

那么如果一块函数的栈帧经过push指令后 ，这块函数的栈帧会延申值最后一个push的指令上方。

3.2认识寄存器和汇编指令

1、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

其中ebp，esp是最重要的，这两个寄存器中存放是地址，它们俩是用来维护函数栈帧的。ebp是指向栈底的，esp是指向栈顶的。它们比较重要，如下图所示：

2、汇编指令

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

在认识相关的寄存器和汇编指令后，我们来讲解栈帧的创建与销毁

4、函数调用的整个过程

我们来看一组程序：

#include<stdio.h>int Add(int x, int y){int z = 0;z=x + y;return z;}int main(){int a = 10;int b = 5;int c = 0;c = Add(a, b);printf("%d",c);return 0;}

输出结果：15

我们都知道，这个程序是自定义了一个Add函数来求a与b的和。那么这个程序在内存中运行的过程是怎样呢？接下来容我步步讲解：

转入反汇编

注意今天我们是在VS环境下来演示，每个编译器。显示的汇编语言有些许差异，但实质上的逻辑的差不多。函数调用的过程和返回的过程都相同，因此不必纠结编译器。

打开反汇编后，我们就看到了一些汇编指令push、mov、sub、lea等等。

注意以下所有的过程都是拿此程序来讲解。

5、main函数的栈帧形成过程

首先我们要知道main函数也是被调用的，是被_tmainCRTStartup调用的。那么main函数形成的过程，就是通过上述汇编指令一步步完成。

1、第一条指令

首先我们来看第一个条指令push：edp和第二条指令mov：ebp，esp。

push：ebp就是在_tmainCRTStartup的栈顶上压一块空间这个存的就是ebp。注意每次压栈过后，栈底指针会指向最上方。

mov：ebp，esp就是使esp的值给ebp，因此ebp和esp指向的地方是同一方向。

2、第三条指令

我们再来看第三条指令sub：esp，0E4h。

sub：esp，0E4h就是让esp减去0E4h，因此 esp指向到了内存中的上一块区域。此时esp和ebp分别指向了新的空间，而这块新的空间就是main函数的栈帧。

3、第四到第六条指令

第四到六条指令push：ebx，push：esi，push：edi。

这三个push分别在main函数栈帧上方压三条指令，压栈完后，此时的栈顶指针也是指向了最高层。

4、第七至第十条指令

第七条至第十条指令，lea：edi,[ebp-24h]~rep stos dword ptr es:[edi]

lea的是意思是load effecitve address（加载有效地址），lea：edi,[ebp-24h]意思是把ebp到ebp后24h个位置里面的值都加载成CCCCCCCC。所以不初始化变量输出的是随机值，是因为CCCCCCCC里面存放都是一些类似于烫烫烫烫这样的乱码。

此时main函数栈帧的开辟已经完成了。里面的CCCCCCCC都是可以为main函数所用的空间

5、mov创建局部变量a

mov：dword ptr [ebp-8],0Ah，意思是把0Ah也就是10放到ebp-8的位置。此时局部变量a=10已在main函数栈帧里面创建成功，所在的位置是ebp-8。dword是双倍word，word占两个字节。因此dword占四个字节。

这就是局部变量a=10创建的过程

6、mov创建局部变量b

mov：dword ptr [ebp-14h],5。意思是把5放到 edp-14h(20d)的位置。此时局部变量b=5已经在main函数栈帧创建成功，所在位置为edp-14h。

这就是局部变量b=5的创建过程。

7、mov创建局部变量c

mov：dword ptr[edp-20h]把0赋值给edp-20h的位置。

这就是变量c的创建过程

6、自定义函数栈帧形成过程

函数传参的过程，5中我们通过汇编指令了解到了局部变量在内存里面的创建步骤。下面我们就来看函数调用过程。首先我们得进入Add函数，会出现以下界面：

1、局部变量压栈1

mov：eax，dword ptr [ebp-14h]意思是把ebp-14h里面的值5存到寄存器eax里面

push：eax意思是把eax压在最顶部，也就是b的值5放在了最顶部。

这就是形参b的创建过程

2、局部变量压栈2

mov：eax，dword ptr [ebp-8]意思是把ebp-14h里面的值10存到寄存器ecx里面

push：ecx意思是把eax压在最顶部，也就是a的值10放在了最顶部。

3、call指令

call指令作用是函数调用1. 压入返回地址 2. 转入目标函数，也就是把call下一条指令压入栈顶。方便函数返回时找到来时路。注意每次重新调试时 ，地址都会不一样。但功能是一样的。

4、使用形参

因为函数栈帧创建的过程在main函数栈帧创建中已经讲到了，此时我们省略Add创建过程，直接来到使用形参。

上面我们说到了，ecx和eax这两个寄存器放的是两个局部变量的值，实质上此时的ecx和eax就是形参x和y的值。我们可以让栈底指针依次向下访问这两个寄存器的值（形参的值）这样就可以进行安全的操作。我们常说对形参进行修改不会影响实参，就是这个道理。因为形参是在寄存器里面存储的。

7、自定义函数返回到主函数

当函数返回主函数时会出现以下界面。我们不用管上一部分，我们来看下半部分。

下半部分就是Add函数的销毁过程，分别pop栈底的三个指令，然后通过cmp、mov指令回到main函数主体。

最后main函数回到了最初的样子

最后输出c的值

注意，我们先把z的值放到了寄存器eax里面。 不然Add函数的栈帧结束后z变量里面存的值都会被销毁。

mov：dword ptr[ebp-20h],eax。此时把eax的值放到了ebp-20h的位置。因此c的值就变为了z的值。这就是返回值。

总结：

局部变量创建过程是通过栈底指针ebp来执行的

函数创建后的内存里面默认值是CCCCCCCC因此会造成不初始化变量输出乱码

形参放在是eax和ecx或ebx里面的

本期博客到这里就结束了，相信大家已经理解了开头的理解函数栈帧能解决什么问题。感谢您的观看

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