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【进阶】--函数栈帧的创建和销毁详解

news 来源：原创 2025/5/11 12:48:50

一.函数栈帧的概念

二.理解函数栈帧能让我们解决什么问题

三.相关寄存器和汇编指令知识点补充

四.函数栈帧的创建和销毁

4.1.调用堆栈

4.2.函数栈帧的创建

4.3 函数栈帧的销毁

一.函数栈帧的概念

--在C语言中，函数栈帧是指在函数调用过程中，在内存栈中为该函数分配的一块空间，用于存储函数的局部变量，参数，返回地址等信息。

栈帧的结构：

参数区:用于存放调用函数时传递给被调用函数的参数。
返回地址:记录函数调用结束后要返回的指令地址，以便函数执行完毕后能正确回到调用点继续执行。
局部变量区:存储函数内部定义的局部变量。
ebp和esp相关区域:ebp指向当前栈帧的底部，esp指向当前栈帧的顶部，通过这两个指针来维护函数栈帧。

二.理解函数栈帧能让我们解决什么问题

--在前期的学习中，我们可能会产生很多困惑

比如:

局部变量是怎么创建的
为什么局部变量的值是随机值
函数是怎么传参的?传参的顺序是怎样的？
形参和实参是什么关系？
函数调用是怎么做的？
函数调用结束后是怎么返回的？

当我们理解函数栈帧的创建和销毁后，我们就可以更好的去解决这些问题，如同修练自己的内功，也方便在后期能搞懂更多的知识。

三.相关寄存器和汇编指令知识点补充

相关寄存器:

eax:通用寄存器，保留临时数据，常用于函数返回值
ebx:通用寄存器，保留临时数据
eip:指令寄存器，用于存储下一条要执行的指令的地址
ebp:栈底寄存器
esp:栈顶寄存器

相关汇编指令:

push:将操作数压入栈中，栈顶指针esp也会相应调整
pop:从栈中弹出数据到指定的位置，栈顶指针esp也会相应调整
mov:数据传送指令，用于在寄存器之间，寄存器与内存之间传送数据
add:加法指令，用于将两个操作数相加，结果存放于指定的寄存器中
sub:减法指令，用于将两个操作数相减，结果存放于指定的寄存器中
call:过程调用，压入返回地址或转入调用函数
lea:加载有效地址指令，将操作数的地址加载到指定的寄存器中
ret:返回地址指令，回到调用位置

四.函数栈帧的创建和销毁

4.1.调用堆栈

代码如下:

#include<stdio.h>int Add(int x, int y)
{int z = 0;z = x + y;return z;
}
int main()
{int a = 10;int b = 20;int c = 0;c = Add(a, b);printf("%d\n", c);return 0;
}

这段代码我们在vs2022上调试的话，调试进入add函数后，我们就可以观察到函数的调用堆栈(右击勾选，显示外部代码) ，如下图所示

函数调用堆栈是可以反馈函数调用逻辑的，我们可以清晰的观察到，是由invoke_main函数来调用main函数的，在此之间的我们就不过多的去考虑了，我们接下来直接从main函数的栈帧创建开始。

4.2.函数栈帧的创建

--当函数每次被调用时，系统都会在栈上为该函数分配一块栈帧空间。首先将调用函数的相关信息，如参数，返回地址等压入栈中，然后调整ebp和esp，为局部变量分配空间

我们先将main函数转到反汇编--调试到main函数第一行时，右键鼠标转到反汇编，反汇编代码如下

int main()
{
//函数栈帧的创建
005518D0  push        ebp  
005518D1  mov         ebp,esp  
005518D3  sub         esp,0E4h  
005518D9  push        ebx  
005518DA  push        esi  
005518DB  push        edi  
005518DC  lea         edi,[ebp-24h]  
005518DF  mov         ecx,9  
005518E4  mov         eax,0CCCCCCCCh  
005518E9  rep stos    dword ptr es:[edi]  
005518EB  mov         ecx,55C008h  
005518F0  call        0055132F  
005518F5  nop  
//main函数中的主要代码int a = 10;
005518F6  mov         dword ptr [ebp-8],0Ah  int b = 20;
005518FD  mov         dword ptr [ebp-14h],14h  int c = 0;
00551904  mov         dword ptr [ebp-20h],0  c = Add(a, b);
0055190B  mov         eax,dword ptr [ebp-14h]  
0055190E  push        eax  
0055190F  mov         ecx,dword ptr [ebp-8]  
00551912  push        ecx  
00551913  call        005510B9  
00551918  add         esp,8  
0055191B  mov         dword ptr [ebp-20h],eax
------------------------------------------------------------  printf("%d\n", c);
0055191E  mov         eax,dword ptr [ebp-20h]  
00551921  push        eax  
00551922  push        557B30h  
00551927  call        005510D7  
0055192C  add         esp,8  return 0;
0055192F  xor         eax,eax  
}

我们可以将上面main函数的函数栈帧创建过程的主要部分单独拆解出来看看，代码如下

005518D0  push        ebp  
//把ebp寄存器中的值进行压栈，到了esp-4的位置，此时的ebp中存放的是invoke_main函数栈帧的ebp
005518D1  mov         ebp,esp  
//将esp的值存放到ebp中，相当于ebp来到了invoke_main函数栈帧的esp位置，产生了main函数的ebp
005518D3  sub         esp,0E4h  
//将esp中的地址减去一个16进制数字0E4h，esp向上移动，产生了新的esp，也就是main函数的esp
//结合上面产生的ebp之后，ebp和esp之间就维护了一块为main函数开辟的栈帧空间
005518D9  push        ebx  
//将寄存器ebx中的值压栈，esp-4，esp向上移动
005518DA  push        esi 
//将寄存器epi中的值压栈，esp-4，esp继续向上移动
005518DB  push        edi 
//将寄存器edi中的值压栈，esp-4，esp接着向上移动
005518DC  lea         edi,[ebp-24h]  
005518DF  mov         ecx,9  
005518E4  mov         eax,0CCCCCCCCh  
005518E9  rep stos    dword ptr es:[edi]  
//以上这四串代码是在初始化main函数的栈帧空间
//1.先将ebp-24h的地址加载到edi中
//2.将9放入ecx中
//3.将0xCCCCCCCC放入eax中
//4.将从ebp-24h到ebp之间ecx个4个字节的数字初始化为0xCCCCCCCC

接下来再来分析main函数中的主要代码

	int a = 10;
005518F6  mov         dword ptr [ebp-8],0Ah 
//将0Ah存储到ebp-8这个地址中，ebp-8的位置其实就是变量aint b = 20;
005518FD  mov         dword ptr [ebp-14h],14h 
//将14h存储到ebp-14h这个地址中，ebp-14h的位置其实就是变量bint c = 0;
00551904  mov         dword ptr [ebp-20h],0  
//将0存储到ebp-20h这个地址中，ebp-20h的位置其实就是变量c
以上就是局部变量在其所在函数的栈帧空间中创建和初始化的过程c = Add(a, b);
0055190B  mov         eax,dword ptr [ebp-14h] 
// 先传参b，将ebp-14h位置中b的值存储到eax中
0055190E  push        eax  
//将eax的值压栈，esp-4，向上移动
0055190F  mov         ecx,dword ptr [ebp-8]  
//再传参a，将ebp-8位置中a的值存储到ecx中
00551912  push        ecx 
//将ecx的值压栈，esp-4，继续向上移动 //跳转调用函数
00551913  call        005510B9  
//call指令会将call指令的下一条指令的地址进行压栈操作
//这样做可以让函数调用结束后回到call的下一条指令地址后继续执行
00551918  add         esp,8  
0055191B  mov         dword ptr [ebp-20h],eax

call指令会执行函数调用逻辑，这个时候我们会跳转到Add函数中，我们再来观察Add函数的反汇编代码

int Add(int x, int y)
{
00551790  push        ebp 
00551791  mov         ebp,esp 
00551793  sub         esp,0CCh  
00551799  push        ebx  
0055179A  push        esi  
0055179B  push        edi  
0055179C  lea         edi,[ebp-0Ch]  
0055179F  mov         ecx,3  
005517A4  mov         eax,0CCCCCCCCh  
005517A9  rep stos    dword ptr es:[edi]  
005517AB  mov         ecx,55C008h  
005517B0  call        0055132F  
005517B5  nop  int z = 0;
005517B6  mov         dword ptr [ebp-8],0  z = x + y;
005517BD  mov         eax,dword ptr [ebp+8]  
005517C0  add         eax,dword ptr [ebp+0Ch]  
005517C3  mov         dword ptr [ebp-8],eax  return z;
005517C6  mov         eax,dword ptr [ebp-8]  
}
005517C9  pop         edi  
005517CA  pop         esi  
005517CB  pop         ebx  
005517CC  add         esp,0CCh  
005517D2  cmp         ebp,esp  
005517D4  call        00551253  
005517D9  mov         esp,ebp  
005517DB  pop         ebp  
005517DC  ret

代码执行到Add函数的时候就要开始创建Add函数的栈帧空间了，与前面main函数的栈帧空间创建过程差不多，这里就不详细讲述了，主要是计算求和的时候我们通过偏移访问，访问到了函数调用前压栈进去的参数，这就是形参访问，很好说明了形参就是实参的一份临时拷贝，最后将求出的和通过eax寄存器中带回。

	z = x + y;
005517BD  mov         eax,dword ptr [ebp+8] 
// 将ebp+8地址处的数字存储到eax中
005517C0  add         eax,dword ptr [ebp+0Ch] 
// 将ebp+12地址处的数字加到eax寄存中
005517C3  mov         dword ptr [ebp-8],eax  
//将eax的结果保存到ebp-8的地址处，其实就是放到z中return z;
005517C6  mov         eax,dword ptr [ebp-8] 
//将ebp-8地址处的值放在eax中，其实就是把z的值存储到eax寄存器中，通过eax寄存器带回计算的结果

4.3 函数栈帧的销毁

--函数执行完毕后，栈帧被销毁，通过恢复ebp和esp的值，释放栈帧空间，将控制权返回给调用函数，继续执行调用函数中调用之后的代码

当函数调用结束后，前面创建的函数栈帧要销毁，我们来看看Add函数的这部分反汇编代码吧

005517C9  pop         edi  //在栈顶弹出一个值，存放到edi中，esp+4,向下移
005517CA  pop         esi  //在栈顶弹出一个值，存放到esi中，esp+4，向下移
005517CB  pop         ebx  //在栈顶弹出一个值，存放到ebx中，esp+4,向下移
005517CC  add         esp,0CCh  //esp+0cch，向下移
005517D2  cmp         ebp,esp  //esp的值给ebp，ebp来到了esp的位置
005517D4  call        00551253  
005517D9  mov         esp,ebp  //再将ebp的值给了esp，回收了Add函数的栈帧空间
005517DB  pop         ebp 
//弹出栈顶的值存放到ebp，栈顶此时的值恰好就是main函数的ebp，esp+4,恢复了main函数栈帧空间的维护
005517DC  ret 
//ret指令的执行，首先是从栈顶弹出一个值，此时栈顶的值就是call指令下一条指令的地址，此时esp+4，向下移动，然后直接跳转到call指令下一条指令的地址处，继续往下执行

回到了call指令下一条指令的地方

调用完后继续回到main函数后继续执行这两串代码，函数的返回值通过eax带了出来，其中就是x+y的和z，也就是a+b的和c。

结语：本篇文章就到此结束了，对于函数栈帧的创建与销毁，个人能力有限，欢迎大家进行补充，一起交流学习，感谢大家的支持！

【进阶】--函数栈帧的创建和销毁详解

目录一.函数栈帧的概念二.理解函数栈帧能让我们解决什么问题三.相关寄存器和汇编指令知识点补充四.函数栈帧的创建和销毁 4.1.调用堆栈 4.2.函数栈帧的创建 4.3 函数栈帧的销毁一.函数栈帧的概念 --在C语言中，函数栈帧是指在函数调用过程中，…...

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编程日记 2025/5/11 11:38:03

Python协程入门指北

一、什么是协程？ 协程（Coroutine）就像可以暂停执行的函数，能够在执行过程中主动让出控制权，等准备好后再继续执行。生活小例子想象你在咖啡店排队： 普通函数：必须一直排到取餐&#xff08…...

编程日记 2025/5/11 11:49:06

Nginx 核心功能02

目录一、引言二、正向代理 （一）正向代理基础概念 （二）Nginx 正向代理安装配置 （三）正向代理配置与验证三、反向代理 （一）反向代理原理与应用场景 （二&#xf…...

编程日记 2025/5/11 12:00:50

c++题目_P1027 [NOIP 2001 提高组] Car 的旅行路线

P1027 [NOIP 2001 提高组] Car 的旅行路线 - 洛谷 # P1027 [NOIP 2001 提高组] Car 的旅行路线 ## 题目描述又到暑假了，住在城市 A 的 Car 想和朋友一起去城市旅游。她知道每个城市都有 $4$ 个飞机场，分别位于一个矩形的 $4$ 个顶点上&#xff0c…...

编程日记 2025/5/11 11:43:25

【playwright】内网离线部署playwright

背景：安装好python3.9后，由于内网无法使用pip安装playwright，多方收集资料，终于部署完成，现汇总如下： 1、playwright需要python3.7以上的版本，如果低于这个版本先要将python解释器升级 2、在可…...

编程日记 2025/5/11 12:46:43

前端面经-webpack篇--定义、配置、构建流程、 Loader、Tree Shaking、懒加载与预加载、代码分割、 Plugin 机制

看完本篇你将基本了解webpack！！！目录一、Webpack 的作用 1、基本配置结构 2、配置项详解 1. entry —— 构建入口 2. output —— 输出配置 3. mode：模式设置 4. module：模块规则 5. plugins：插件机制 6. resolve：模块解析配置（可选） 7. devServer：开发服务器…...

编程日记 2025/5/11 11:40:10

ES6函数、对象和面向对象扩展

函数扩展默认参数通用的写法： function func(a, b, ..., c 默认值c, d 默认值d, ...) {... }其中，需要注意的是，有默认值的尽量写在后面并且所有形参参数不允许重复申明。具体例子： function test() {return 13 }// 函数可…...

编程日记 2025/5/11 11:50:15

航空客户价值分析阶段性测验

航空公司客户价值分析学习目标学会怎么进行数据分析。掌握hive的使用方法。学会数据清洗和K-Means聚类算法。了解航空公司现状与客户价值分析任务描述面对激烈的市场竞争,各个航空公司都推出了更多的优惠来吸引客户。国内某航空公司面临着常旅客流失，竞争…...

编程日记 2025/5/11 11:42:17

纯html实现的json数据转csv文件

代码如下： <!DOCTYPE html> <html lang"zh-CN"> <head><meta charset"UTF-8"><meta name"viewport" content"widthdevice-width, initial-scale1.0"><title>JSON转CSV转换器</tit…...

编程日记 2025/5/11 12:07:23

Windows 查看电脑是否插拔过U盘

1、按 “WinR” 组合键打开 “运行” 对话框，输入 “regedit” 并回车，打开注册表编辑器。 2、依次展开HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Enum\USBSTOR注册表项，这里记录了所有已连接过的 USB 设备信息，包括 U 盘&am…...

编程日记 2025/5/11 11:44:36

VB.net序列化和反序列化的使用方法和实用场景

引言相信很多初学编程的人都会提出过这个疑问：“既然我的变量可以存在内存之中，那么是否也可以存在硬盘之中呢” 其实我想回答的是，完全可以而且方法不止一种，而今天讲的是序列化最经典的——二进制序列化由于序列化的部分已…...

编程日记 2025/5/2 5:37:51

kafka学习笔记（四、生产者（客户端）深入研究(二)——消费者协调器与_consumer_offsets剖析）

1.消费者协调器和组协调器如果消费者客户端中配置了多个分配策略，则多消费者的分区分配交由消费者协调器和组协调器来完成，他们之间使用一套组协调协议进行交互。 1.1.在均衡原理将全部消费者分成多个子集，每个消费者组的子集在服务中对…...

编程日记 2025/5/2 5:36:50

stm32基础001(串口)

文章目录通信的基本概念串行通信和并行通信单工，半双工和全双工串口的硬件连接 stm32的串口原理图CPU的芯片手册stm32串口的库函数实现通过串口实现printf函数使用中断实现串口的接收通信的基本概念串行通信和并行通信串行通信一个方向只有一个数据通道&#x…...

编程日记 2025/5/2 5:36:49

5G技术如何提升智能家居体验：让家更聪明，生活更智能

5G技术如何提升智能家居体验：让家更聪明，生活更智能一、引言：智能家居的新纪元近年来，智能家居已经逐渐走入我们的生活，家电、照明、安全设备、环境监控等产品，都在逐步实现智能化，让我们可以…...

编程日记 2025/5/2 5:35:48

在项目中如何对Map List等对象序列化及反序列化

我们知道，在自定义类中，若想完成序列化必须要实现Serializable接口。那么在实现后如何进行序列化呢？ 一.普通对象序列化： 1.首先我们要定义一个序列化所需要的工具类 ObjectMapper //定义序列化所需要的工具类转化机器…...

编程日记 2025/5/2 5:35:48

指针与算法的双人舞：蓝桥杯两道趣味题的降维打击

蓝桥杯奇趣挑战：如何用指针和算法“驯服”无序数组与环形迷宫？ 🎩 博客引言 "你是否有过这样的体验？面对一段看似混乱的数组，像解开一团纠缠的耳机线，想用最优雅的方式让它乖乖听话？又或者…...

编程日记 2025/5/2 5:35:47

C语言指针(2)

目录 1.指针运算 2.const修饰指针 3.野指针我们在上篇文章中初步了解了关于指针的基础内容，包括内存地址以及指针变量类型。这篇我们来讲关于指针的运算以及const修饰指针和野指针相关内容。 1. 指针运算指针的基本运算有三种，分别是: - 指针-…...

编程日记 2025/5/2 5:35:46

使用Python和Pandas实现的Azure Synapse Dedicated SQL pool权限检查与SQL生成用于IT审计

下面是使用 Python Pandas 来提取和展示 Azure Synapse Dedicated SQL Pool 中权限信息的完整过程，同时将其功能以自然语言描述，并自动构造所有权限设置的 SQL 语句： ✅ 步骤 1：从数据库读取权限信息我们从数据库中提取与用户、…...

编程日记 2025/5/9 15:03:04

Python基本语法(控制语句)

#控制语句 Python语言的控制语句和其他编程语言类似，常用的有if…else、while、for语句。案例2一7控制语句第1组代码，说明if-else语句： #1 print(\n1,if) x,y,z10,20,5 if x>y:print(x>y) else:print(x<y)输出结果: 1,if x<…...

编程日记 2025/5/2 5:34:44

Linux btop 使用教程

简介 btop 是一个基于终端的现代系统资源监控器，具有美观的图形界面、响应快、功能丰富等特点。它支持查看 CPU、内存、磁盘、网络、进程，并可以方便地筛选和管理进程。功能总览启动命令： btop界面分为以下几部分： CPU 区域…...

编程日记 2025/5/2 5:34:44

一.函数栈帧的概念

二.理解函数栈帧能让我们解决什么问题

三.相关寄存器和汇编指令知识点补充

四.函数栈帧的创建和销毁

4.1.调用堆栈

4.2.函数栈帧的创建

4.3 函数栈帧的销毁

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