C语言函数调用堆栈详情分析

 一、C函数栈帧开辟以及回退过程

__cdecl(C语言默认调用方式，函数参数8字节以内，使用push。本节采用此方式)

main函数的栈帧调用sum函数的栈帧，sum函数栈帧使用完了以后回退都是怎么进行的，要搞清楚这个问题必须得看汇编代码，汇编代码分为两种：inter x86（windows）和AT&T(unix)。这两种汇编非常相似，x86的汇编是从右向左看，unix的汇编是从左向右看的。

局部变量都是通过栈底指针ebp偏移访问，不生成符号，不属于数据，属于指令。

形参压栈在C/C++中是从右向左压栈，因为要支持可变长参数，如果从左向右，编译器就不知道用户传入了多少实参，形参内存是在调用函数栈帧中开辟，每压栈一个实参，都会开辟一个形参的空间，栈顶指针esp都会减4字节。

实参压栈完成后需要调用call指令来执行sum函数，执行完sum函数后，执行完sum函数后需要回到调用指令（call）的下一条指令继续执行。

call指令做两件事：

• 1.把下一行指令的地址入栈
• 2.jmp跳转

栈空间图：

执行call指令后，程序调到这里，不是sum函数的指令部分

在编译阶段，所有汇编指令代码引用符号的地方全部不是合法的地址（因为我们当前文件可能引用外部的符号，而编译阶段是独立编译的，我们链接的时候才会进行符号解析、合并符号表等操作，之后再给符号分配内存地址），对于数据符号来说是零地址，对于函数符号来说是-4。那么当我们在链接阶段符号解析完成以后，得到每一个符号的具体地址，给数据符号分配的地址是绝对地址，给函数符号分配的地址是与下一行指令地址的一个偏移量，这样当程序需要跳转到某个函数地址的时候，取出PC寄存器保存的地址与该偏移量相加就得到函数的入口地址。

计算相对偏移量后就进入了sum函数，先执行下面一段指令，才执行我们写的sum函数

每次执行一个函数前要执行三个操作：

• 把调用方的栈底地址入栈(push ebp)，让ebp指针指向当前函数的栈底(mov ebp,esp)
• 移动栈顶指针esp，给被调用函数开辟栈帧(sub esp 44h)
• 初始化新栈帧内存，把esp和ebp之间所有的栈内存全部初始化成0xCCCCCCCC(rep stos dword ptr [edi])无效值。

Linux为栈帧不分配初始值，windows会分配初始值，为0xCCCCCCCC(-858993460)

然后执行sum函数的指令：

局部变量通过栈底指针ebp负向偏移访问，形参通过ebp正向偏移访问，eax为a+b的计算结果，将计算结果赋值给temp，return的时候将temp的值赋值给eax，给调用方返回

栈帧清退：

可以看到，开辟栈帧的时候我们对占内存进行了初始化，但是栈帧清退的时候仅仅就是修改了esp和ebp，没有做其他任何操作，如果我们此时通过一些手段去访问已被清退栈帧的内存，还是可以访问到的，因为数据还存在

参数清除：

sum函数执行完成后，从PC寄存器中取出地址继续执行，这里PC寄存器存放的是call指令的下一行地址，这条指令做的操作是回退形参变量占的内存，形参内存由调用方开辟和释放。sum函数返回值由eax寄存器带回来。

在被调用方执行完成后，通过pop ebp就知道应该回到哪(恢复栈底)，再通过ret指令就知道回到哪以后从哪一行指令开始运行(取出栈顶元素放到PC寄存器里面,而栈顶元素存的就是call的下一行地址)
sum函数栈底保存的是main的栈底地址，main函数栈底保存的是调用main的函数的栈底地址

二、C函数调用约定和返回值

函数调用约定和返回值

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