函数的调用过程-白红宇

函数的调用过程

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发布时间：2019-05-25

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所有抽象数据类型（ADT）都必须明确一件事——如何获取内存来存储值。内存分配方式有三种：一是从静态存储区域分配（全局变量，static变量）；二是在栈上创建（局部变量，自动变量）；三是从堆上分配（动态内存分配，用malloc或者new申请多大内存，用free或者delete释放内存）。下面来看一个图理解c程序的内存分配：

从低地址到高地址分别为代码区，文字常量区，已初始化全局数据区，未初始化全局数据区，堆区，栈区。

在执行函数时，函数内的局部变量的储存单元都可以在栈上创建，下面就来详细介绍堆栈（stack）。

一，栈帧的基础知识

1.栈帧的鲜明特点就是先进后出。

2.基本的栈帧操作是push(压入栈顶)和pop（移出栈并返回这个值）。

3.通用寄存器：EAX,EBX,ECX,EDX,esp（栈顶的地址）,ebp（栈底的地址）；

eip([pc]:程序计数器寄存器，当前正在执行指令的下一条指令的地址)；

call:将当前指令的下一条指令进行保存；然后再跳转到目标函数的入口地址（修改eip）；

ret:将当前的返回地址出栈；再把弹出的数据修改eip。

二，在vc6.0下实现栈帧（函数调用的过程）

每次函数调用都是一个过程，我们通常称之为函数的调用的程；研究函数调用的过程对应汇编代码。我们接下来通过下面的程序来认识函数调用的过程：

#include
   
      #include
    
       int myadd(int _a,int _b)  {      int z=_a+_b;     return z;  }  int main()  {     int a=0XAAAAAAAA;     int b=0XBBBBBBBB;     int ret=myadd(a,b);     printf("you should run here! %d\n",ret);       system("pause");      return 0;  }

调用栈的情况：

编写好程序后，按F11进入myadd函数，这时查看堆栈可以看到c程序第一个调用的不是main函数，而是mainCRTStartup()函数；

main函数栈帧结构如下：

接下来进行调试（转成汇编语言）：

1. 从main函数的地⽅开始，要展开main函数的调⽤就得为main函数创建栈帧，那我们先来看main函数栈帧的创建：

首先push ebp将ebp（栈底）压栈；mov ebp,esp将esp的值赋给ebp，产生新的ebp;sub esp,4ch给esp减去减去一个16进制的数，产生新的esp.

接下来看mov dword ptr[ebp-4],0AAAAAAAAh 是创建局部变量a（定义并初始化）;

mov dword ptr[ebp-8],0BBBBBBBBBh 是创建局部变量b;

下面看下栈分配：

2.接下来是myadd函数的调用：

mov eax,dword ptr[ebp-8]把b放入EAX；push eax把eax的内容压栈；

mov ecx,dword ptr[ebp-4]把a放入EBX；push ebx把ebx的内容压栈;

这时寄存器的内容如下：

然后看call 指令：将当前指令的下一条指令的地址进行保存（这里就是00401093入栈）；然后再跳转（jmp）到目标函数的入口地址（修改eip成00401020）；

执行call指令，汇编语言跳转到了这里：

执行jmp后又跳转到这里：

这时栈分配为：

3.进入myadd函数执行代码处：

push ebp:将ebp的内容（main函数的栈底）入栈；

move ebp,esp 将esp的内容给ebp（即esb=ebp）;

此时栈分配如下：

然后执行sub指令esp-44,ESP下移，此时形成myadd栈帧；

接着执行mov eax,dword ptr[ebp+8]把a放进eax;

add eax,dword ptr[ebp+12]执行a+b;

mov dword ptr[ebp-4],eax的内容给[ebp-4],即z=a+b;

mov eax,dword ptr[ebp-4]把z给eax；

此时栈分配如下：

接着执行到mov esp,ebp把ebp赋给esp;

此时栈分配：

pop ebp 出栈，将出栈的内容保存到ebp,回到main函数的栈帧（栈底回到main，栈顶向上移）；

执行ret之后进入：

执行add esp,8:esp=esp+8,栈底加8向上移；

mov dword ptr[ebp-12],eax，将结果储存在eax寄存器里，通过寄存器带回函数的返回值；

此时就完成了栈帧的创建和销毁（函数的调用）。

通过研究函数调用过程我们发现，调用一个函数要形参实例化，会形成临时变量，且形参实例化是从右向左的。那么我们现在如果不访问最右边的参数，通过a修改b的参数，可以实现调用吗？

形参实例化从右向左是因为低地址先入栈，可以定义指针来寻址，通过以下程序可以实现：

#include
   
      #include
    
       int myadd(int _a,int _b)  {      int z;      int *p;//定义一个指针变量p;      p=&_a;//p指向a；      p++;//指针加一就是加上所指变量的类型，这里指向上一地址；     *p=5;//b=5;      z=_a+_b;        return z;  }  int main()  {     int a=10;      int b=20;      int ret;      ret=myadd(a,b);      printf("you should run here! %d\n",ret);        system("pause");      return 0;  }

这样就实现了通过b来修改a的参数，打印的结果是15.