函式棧幀圖解
函式棧幀圖解
2016年11月05日 11:55:09 stay_the_course 閱讀數：4715 標籤： 函式棧結構指標記憶體 更多
個人分類： 原創
本博文環境：Windows 7，64bit，visual studio 2015
我們知道記憶體空間大致可以用下圖表示： 
而函式在呼叫的時候都是在棧空間上開闢一段空間以供函式使用，所以下面來詳細談一談函式的棧幀結構。
如圖示，棧是由高地址向地地址的方向生長的，而且棧有其棧頂和棧底，在x86系統的CPU中，暫存器ebp儲存的是棧底地址，稱為幀指標，暫存器esp儲存的是棧頂地址，稱為棧指標。而且還應該明確一點，棧指標和幀指標一次只能儲存一個地址，所以，任何時候，這一對指標指向的是同一個函式的棧幀結構。並且ebp一般由系統改變它的值，而esp會隨著資料的入棧和出棧而移動，也就是說esp始終指向棧頂。在明白了這些之後，下面我們來看一個具體的例子：
`
就像前面說的，函式在執行的時候，是在棧上開闢空間，也就是第一幅圖的綠色部分，而且我們知道，程式是逐句執行的，變數是逐個被定義和分配記憶體空間的，這也是棧指標是移動的的原因，下面我們逐句執行這段程式碼（VS2015環境下），來看main函式和fun函式的棧幀結構的變化（注：為方便理解，下面的圖都是可以按順序直接拼接的）：
在這裡我們可以看到變數的定義分配記憶體順序便是先定義先分配，結合組合語言我們可以看得更清楚： 
然後，程式繼續執行進入fun函式，這裡我們來看組合語言： 
這裡我們主要要明白兩點，（1）call指令的兩個功能，（2）上圖中紅色的圈1，圈2的目的。call指令的功能上圖描述的很清楚，這裡不再贅述，圈1目的是將main函式的pc壓入堆疊，因為pc指標裡面放的始終是下一條要執行指令的地址，這裡把pc壓入堆疊進行保護，是因為在執行fun函式的時候pc指標裡面放的將會是fun函式需要執行裡面的內容，同樣的道理，我們知道某一時刻只能有一個棧幀結構，當要去到fun函式的時候，暫存器ebp就要儲存fun函式的幀指標，所以main函式的幀指標就要儲存起來，檢視main函式的組合語言也可以清楚的看到這一點：
然後進入到fun函式：
總結一下就是這樣： 
在fun函式執行完成之後，會返回到main函式，這裡要做的就是出棧，也就是就在形成fun函式之前壓入堆疊進行保護的pc指標，main函式的ebp彈出堆疊，重新形成或者說還原main函式的棧幀結構。