结合c语言浅谈栈帧技术

有关函数调用机制和栈帧，借助一段代码说明

#include<stdio.h>
long add(long a, long b){
     long x = a,y = b;
     return (x + y);
}
int main(){ 
    long a =1,b = 2;
    printf("%d\n",add(a,b));
    
    return 0;
}

在此之前，我们先提一下栈。
栈是一种数据结构，它的特点是“先进后出” ，看图：
在这里插入图片描述
这时候有两个东西要介绍一下，EBP和ESP。这是寄存器的两个区域，暂时把他们理解成指针。简单说，EBP始终指向栈底，ESP始终指向栈顶。
大致知道栈长什么样了，接下来介绍正题
程序在运行时会把c语言转换成汇编代码，再转换成机器码，我们现在用汇编代码看看调用函数时计算机究竟干了什么。我们来一步步走代码：
程序运行开始，系统会给我们加一些启动代码以及调用一些API函数，当然在此不做介绍。然后，程序运行到 main函数。调用 main函数的汇编指令为 call A（假设A是main函数的地址）。在执行call指令的时候，会先把main函数的返回地址压到栈里，执行PUSH EBP将栈底的地址压入栈里保存待用，再执行MOV EBP ，ESP令栈底指针指向栈顶。然后代码执行到a=1，b=2，ESP会向上移动（地址偏移），
为局部变量a和b开辟一块栈区空间，如图：
在这里插入图片描述
（弄的有点难看啦，哈哈）这样EBP和ESP又新组成了一块空间（上图空白的部分假设装的是别的一些东西）这块新开辟的空间就叫做main函数的栈帧。为了保护栈不会崩溃以及函数可以有序执行，栈帧技术是很重要的。同理，当执行到printf函数时，还会形成一个栈帧，用来保护main栈帧里的数据，EBP和ESP同样会移动。当然EBP指向的就该是printf栈帧的栈底，可以看到在printf函数里又调用了add函数，同样是先保护现场，为add里的局部变量x和y开辟栈区空间，当运算完成后，将结果保存到EAX寄存器中，然后执行MOV ESP，EBP 把栈顶指针下移到栈底，换句话说就是释放此add函数栈帧空间。当然里面的变量和数据就不用管了，因为下次形成栈帧时会覆盖掉。然后执行POP EBP 把EBP恢复到栈帧底部保存过的EBP值，此时ESP也会下移，最后执行RETN语句，跳转到栈帧保存的返回地址，此时被调用函数就执行完了，add，printf，main，还有系统的API函数都是如此，都是经过栈帧保护数据，保存变量，参数，返回地址等信息。这样，一层一层，程序的稳定性就得到了保证。

本人才疏学浅，第一次写博客，如果有错，还请各位大佬指出，可以私信我，感激不尽！

来源：CSDN

作者：No end

链接：https://blog.csdn.net/weixin_43736741/article/details/104755620

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