文章目录
- 前言
- 观图有感
- 一、概述
- 二、寄存器
- 三、汇编指令
- 四、函数栈帧的创建
- 4.1 main函数栈帧的创建
- push ebp
- mov ebp,esp
- sub esp,0E4h
- push ebx / esi /edi
- lea edi,[ebp-24h] 、mov ecx,9、mov eax,0CCCCCCCCh、rep stos dword ptr es:[edi]
- main函数中变量的创建
- 4.2 在main函数中调用Add函数
- 传参
- 进入Add函数
- Add函数中变量Z的创建
- z=x+y
- 五、函数栈帧的销毁
- 总结
前言
在前面的学习中，可能会出现许多疑惑：
1、局部变量是怎么创建的？
2、函数是怎么传参的？
3、函数调用是怎么做到的？
4、函数调用结束后是怎么返回的？
…
希望读者在看完小编的文章，对一系列问题会有所掌握
观图有感
你去野外烧烤，并为此创建了一个待办事项清单——一叠便条。
将想到的烧烤食物写在便条上，一个食材一个便条，最先想到的食材写在便条上后，放在最下面，依次往上放，最后想到的写在便条上后，放在最上面。
之后，在烧烤的时候，从上往下拿，拿出来的表示你已经在烧烤了，可以将它删去。
一叠便条要简单得多：插入的待办事项放在清单的最前面；读取待办事项时，你只读取最上面的那个，并将其删除。因此这个待办事项清单只有两种操作：压入（插入）和弹出（删除并读取）。
这种数据结构称为栈。栈是一种简单的数据结构，之前学函数的时候我们一直在使用它，却没有意识到！
一、概述
函数栈帧是在内存中的栈区为被调函数开辟的一块空间，里面用来存放该函数中定义的变量等东西，当函数运行完毕栈帧将被销毁。
可以想象成洗盘子，最先吃完的人将盘子放在最下面，后面吃完的人依次将盘子叠放在前一个的上面。于是，最后吃完的人的盘子就在最上面，也就是最先洗。
Push（入栈）：为栈增加一个元素
Pop （出栈）： 从栈中取出一个元素
二、寄存器
寄存器是中央处理器内用来暂存指令、数据和地址的电脑存储器。寄存器的存贮容量有限，读写速度非常快。在计算机体系结构里，寄存器存储在已知时间点所作计算的中间结果，通过快速地访问数据来加速计算机程序的执行。
–百科
| Name | Function |
|---|---|
| eax | “累加器”, 用来存放函数的返回值 |
| ebx | "基地址"寄存器,可作为储存器指针来使用， 在内存寻址时存放基地址 |
| ecx | 计数器, 在循环和指针操作时，要用它来控制循环次数 |
| edx | "数据寄存器’，在进行乘、除法运算时，可作为默认的操作数参数参与运算 |
| esp | 栈指针寄存器,存放函数栈顶地址 |
| ebp | 帧指针寄存器,存放函数栈底地址 |
esp和ebp这两个寄存器中存放的是地址，这两个地址是用来维护函数栈帧的
在本节中，主要了解这俩寄存器
三、汇编指令
| Directives | Function |
|---|---|
| push x | 将x压入栈中 |
| pop x | 将x弹出栈中 |
| mov a, b | 将b赋值给a,即b指向a |
| sub a | num a的值减去num,即a向低地址移动 |
| lea(load effective adress) | 加载有效地址(在示例中理解) |
四、函数栈帧的创建
所有函数的调用都会在内存里面的栈区创建函数栈帧，包括main函数。
以下面一个详细的代码，描述函数栈帧的创建
本次代码是在 vs 2013 里面实现的，版本越低，可以更好展示
#include <stdio.h>
int Add(int x, int y)
{
int z = x + y;
return z;
}
int main()
{
int a = 10;
int b = 20;
int c = Add(a, b);
return 0;
}
按F10，进行调试
4.1 main函数栈帧的创建
C语言所对应的汇编代码
int main()
{
push ebp //将ebp压入栈中
mov ebp,esp //将esp赋值给ebp，即将esp移动到ebp的位置
sub esp,0E4h //将esp向低地址移动0E4h个字节的位置
push ebx //（我们不要管）
push esi //（我们不要管）
push edi //（我们不要管）
lea edi,[ebp-24h] //将[ebp-24h]存入edi中
mov ecx,9 //将9存入ecx中
mov eax,0CCCCCCCCh //将0CCCCCCCCh存入eax中
rep stos dword ptr es:[edi] //将edi的值对应的地址处开始,将高于该地址共ecx个单位的值置为0CCCCCCCCh
int a = 10;
mov dword ptr [ebp-8],0Ah
int b = 20;
mov dword ptr [ebp-14h],14h
int c = Add(a, b);
mov eax,dword ptr [ebp-14h]
push eax
mov ecx,dword ptr [ebp-8]
push ecx
call 011C10B4
add esp,8
mov dword ptr [ebp-20h],eax
return 0;
xor eax,eax
}
pop edi
pop esi
pop ebx
add esp,0E4h
cmp ebp,esp
call 011C1235
mov esp,ebp
pop ebp
ret
看着有点麻烦，不过对着汇编语言，可以仔细研究一番。
首先看main函数
栈使用空间是由高地址到低地址
正在调用哪个函数，esp和ebp就维护哪个函数，在这里，我们调用的是main函数，那么就维护main函数。
通过 __tmainCRTStartup 函数调用main函数，所以要创建好__tmainCRTStartup 的栈帧
push ebp
push ebp就是把__mainCRTStartup 函数栈底的地址压栈，ebp的值压入后，esp指针会上移一位
mov ebp,esp
sub esp,0E4h
push ebx / esi /edi
lea edi,[ebp-24h] 、mov ecx,9、mov eax,0CCCCCCCCh、rep stos dword ptr es:[edi]
main函数中变量的创建
4.2 在main函数中调用Add函数
int a = 10;
mov dword ptr [ebp-8],0Ah
int b = 20;
mov dword ptr [ebp-14h],14h
int c = Add(a, b);
mov eax,dword ptr [ebp-14h] //把ebp-14h这个地址里面存放的值（也就是20）赋值给eax
push eax //push（压栈）eax
mov ecx,dword ptr [ebp-8] //把ebp-8这个地址里面存的值（也就是10）赋值给ecx
push ecx //push（压栈）ecx
call 011C10B4
add esp,8
mov dword ptr [ebp-20h],eax
传参
经过这两次压栈后，esp指针指向的地址减小8个字节（一次减小4个字节，也就是1个整型）
进入Add函数
call 011C10B4 执行这条语句，在执行这条语句时，我们需要按键盘上的F11（笔记本电脑可能需要按Fn+F11）。
在按完F11后，我们就进入了Add函数内部，而且还会发现，esp指针还向上移动了4个字节
003F1450 是call指令的下一条指令的地址。
为什么要将call指令的下一条指令的地址存起来呢？？
是因为在Add函数调用结束的时候，需要返回继续执行call指令的下一条指令，所以在执行call指令的时候要将call下一条指令的地址存起来，在Add函数调用结束的时候，就能根据存的地址找到call指令的下一条指令，从而让程序可以继续执行。
紧接着继续按F11，就真正来到了Add函数里面
剩下的过程其实和在调用main函数的动画演示是一样的，不再做过多演示。
Add函数中变量Z的创建
此过程和main函数中变量a，b，c创建的过程是一样的
z=x+y
int z = x + y;
mov eax,dword ptr [ebp+8] //把ebp+8这个地址里面存储的值放到eax里
add eax,dword ptr [ebp+0Ch] //把ebp+0Ch这个地址里面存储的值加到eax里面去
mov dword ptr [ebp-8],eax //把eax里面的值存到ebp-8这个地址里面（变量z的地址）
return z;
mov eax,dword ptr [ebp-8]
五、函数栈帧的销毁
pop edi
pop esi
pop ebx
add esp,0CCh
会发现pop指令，代表出栈
将edi,esi和ebx弹出栈
add esp,8这条指令，该指令的执行结果是让esp指针指向的地址加8
mov dword ptr [ebp-20h],eax指令。执行结果是：把eax里面存的值（30）赋值给ebp-20h所指向的这块空间，其实就是变量c的存储空间
执行这条指令之前ebp-20h所指向的这块空间存的值是0，在执行完这条指令之后，ebp-20h所指向的这块空间里面存的就是1e（十进制下的30）。并且可以看出ebp-20h和&c的值相同，说明他们指向同一块空间——变量c的存储空间.
总结
本节涉及一些数据结构的内容，但是为了解决心中的疑惑，我们可以了解一下。
如有误，欢迎指正！！
