函数栈帧的创建和销毁(以C语言代码为例,汇编代码的角度分析)(上)

简介: 函数栈帧的创建和销毁(以C语言代码为例,汇编代码的角度分析)

一.前言

1.几个问题

C语言学习阶段,我们可能会遇到下面几个问题,

在学习完函数栈帧的创建和销毁之后,我们就能更加深刻地理解下面几个问题了

2.几个说明

其次,我们要说明的是:不同编译器下汇编指令的样子是有所差异的

下面给大家看一下同样的代码在VS2013中的样子

同样的代码在Linux中的样子

而且在观察汇编代码学习函数栈帧的创建和销毁的过程中.

不要使用太高级的编译器,越高级的编译器越不容易学习和观察

同时在不同的编译器下,函数的调用过程是略有差异的,具体细节取决于编译器的实现

我们这一篇博客以VS2013为例,学习函数栈帧的创建和销毁的过程

二.相关寄存器和汇编命令的简要说明

三.从汇编代码调试的角度逐步分析函数栈帧的创建于销毁

我们以这份代码为例:

#include <stdio.h>
int MyAdd(int a, int b)
{
  int c = a + b;
  return c;
}
int main()
{
  int x = 0xA;
  int y = 0xB;
  int z = MyAdd(x, y);
  return 0;
}

1.函数栈区的知识:

首先我们要说明两点:

1.函数是开辟在栈区的,栈区空间的使用习惯是

先使用高地址,后使用低地址

也就是说函数栈区是从高到低去开辟的

2.main函数是也是被调用的

具体调用流程如下

2.逐步调试分析

初始情况:

esp(栈顶指针)

ebp(栈底指针)

esp和ebp之间有一块空间

这块空间其实就是__tmainCRTStartup的栈帧

1.保存__tmainCRTStartup这个函数栈帧的栈底地址

执行第一条指令:

push ebp
把ebp的值入栈,并且esp减小

2.正式进入main函数

执行第二条指令:

mov ebp esp
就是把esp的值给ebp

3.开辟main函数栈帧

执行第3条指令

sub esp 0E4h
esp = esp-0E4h
也就是esp减少0E4h大的空间

这就是为main函数开辟栈帧

也就是说在汇编中开辟栈帧的方式就是栈顶指针减少

其中

函数的栈帧大小是由编译器决定的

根据什么决定的呢?

编译器可以通过sizeof求出该函数栈帧中的所有变量的具体大小

并进行合理分配栈帧的大小

4.将main函数栈帧中的数据置为随机值

接下来是3条push指令

push ebx
push esi
push edi

请注意:esp每一次push之后的值都减4

为什么呢?

因为push是压栈操作.我们可以理解为push进去的数据在内存空间上是紧密相邻的

接下来是:

lea edi,[ebp+FFFFFF1Ch]
就是把ebp+FFFFFF1Ch这个地址加载到edi中
其实这个ebp+FFFFFF1Ch就是ebp-0E4h
而这个0E4h就是第三条指令中
sub esp 0E4h
这个esp减去的大小
也就是这个main函数的栈帧大小

下面两条指令:

mov ecx,39h
mov eax,0CCCCCCCCh
把16进制数字:39h给ecx
把0CCCCCCCCh给eax

下面这个指令:

rep stos    dword ptr es:[edi]
• 1

因此我们就可以回答

为什么局部变量的值是随机值呢?

因为函数栈帧创建之后,会对栈帧中的数据进行初始化,

而局部变量是开辟在栈帧中的,

如果没有对该局部变量进行初始化

那么该局部变量的值就是随机值

而VS2013中的随机值就是0CCCCCCCCh

这也就解释了为什么我们经常会见到烫烫烫烫烫烫这样的字符

这就是我们初始化后的栈帧空间

执行完刚才那条指令之后ecx被清0

edi会指向ebp

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