【C语言:函数栈帧的创建与销毁】
文章目录
- 前言
- 一、前期准备
- 1.寄存器
- 2.汇编指令
- 3.测试代码
- 二、解开函数栈帧的神秘面纱
- 1.栈帧大体轮廓
- 2.main函数栈帧的创建
- 3.main函数内执行有效代码
- 4.烫烫烫
- 5.函数参数的传递
- 6.add函数栈帧的创建
- 7.add函数内执行有效代码
- 8.add是如何获得参数的
- 9. add函数栈帧的销毁
- 10.main函数栈帧的销毁
- 三、总结
前言
学习过C语言后,你是否有一下疑问
- 局部变量在内存中是如何创建?
- 变量不初始化为什么是随机值?
- 函数是如何传参的?顺序是什么?
- 形参和实参是什么关系?
- 函数是如何调用以及返回的?
- 烫烫烫烫烫是怎么打印出来的呢?
带着这些疑问,我们来学习下面的知识:
一、前期准备
1.寄存器
| 名称 | 介绍 |
|---|---|
| eax | “累加器” 它是很多加法乘法指令的缺省寄存器。 |
| ebx | 基地址"寄存器, 在内存寻址时存放基地址 |
| ecx | 计数器,是重复(REP)前缀指令和LOOP指令的内定计数器。 |
| edx | 总是被用来放整数除法产生的余数。 |
| esi | 源索引寄存器 |
| edi | 目标索引寄存器 |
| ebp | “基址指针”,存放的是地址,用来维护函数栈帧(栈底指针) |
| esp | 专门用作堆栈指针,存放的是地址,用来维护函数栈帧(栈顶指针) |
相信学过微机原理的同学都应该了解这些,我们今天会重点使用这两个寄存器。
2.汇编指令
接下来还有一些汇编代码的含义:
- lea:Load effective address的缩写,取有效地址
- call:用于调用其他函数
- mov:数据传送指令,用于将一个数据从源地址传送到目标地址
- sub:减法,
- add:加法
- pop:出栈
- push:入栈或压栈
3.测试代码
#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;
}
二、解开函数栈帧的神秘面纱
1.栈帧大体轮廓
学习过C语言的函数我们都知道,每一次的函数调用就会在内存中(栈区)创建一个空间。
main函数也是被调用的,但是谁来调用main函数呢?在VS2013中,通过调试我们可以发现


main函数被 __tmainCRTStartup() 调用
而 __tmainCRTStartup() 又被 mainCRTStartup() 调用,栈区一般是从高地址向低地址使用的所以我们可以画出下图:

2.main函数栈帧的创建
我们F10调试起来,然后转到反汇编就可以观察main函数是怎么执行的

首先,我们应该明白,在进入main函数之前。我们内存中应该是这样布局的:

然后我们进入main函数,执行汇编代码
- push ebp 进行压栈,ebp 在 __tmainCRTStartup() 上面压栈,我们通过监视和内存可以看到
esp地址减少了4个字节,并且内存中也有了ebp


- 接下来是 mov ebp,esp ,将esp的值传入ebp中(即将ebp指针移动到esp指向的位置),可以看到ebp的地址发生了变化

- 在继续执行 sub esp,0E4h,将esp的内容减去0E4h(将esp移动到原esp-0E4h的位置,esp-0E4h地址减小),esp的地址变小了,说明往上走了。
- 此时esp与ebp指向了另一块空间,正是为main函数开辟了栈帧


- 此时,又执行了三句push 代码,esp的地址依旧减小




- 接下来,执行 lea edi,[ebp-0E4h],把 ebp - 0E4h 这个地址加载到 edi 里(建议使用vs2013,其它编译器版本太高,可能不会这样,)
- 这个0E4h是不是有点熟悉,我们的esp是不是也减过0E4h,所以我们的edi中放的就是esp在三次push之前的位置

接下来,执行一下代码
mov ecx,9,
mov eax,0CCCCCCCCh
rep stos dword ptr es:[edi]
这三句代码是什么意思呢?
就是从edi位置开始,ecx这么多的空间(9行的空间),全部初始化为0CCCCCCCC


到这为止,main函数的栈帧就创建好了
3.main函数内执行有效代码
接下来,机器才开始执行我们在main函数中书写的代码

- mov dword ptr [ebp-8],0Ah ,把 0Ah(十进制为10) 放到 ebp-8 的位置
- mov dword ptr [ebp-14h],14h ,把 14h(20) 放到 ebp-14h的位置
- mov dword ptr [ebp-20h],0 ,把 0 放到 ebp-20h的位置
执行前:

执行后:

也就是

4.烫烫烫
此时,如果我们的变量未初始化,它里面存放的就是CCCCCCCC,那么你把他打印出来,是不是就是我们的随机值(烫烫烫烫烫)呢?很显然就是这个原因
5.函数参数的传递
add函数又是怎么创建的呢?我们继续执行代码

- eax,dword ptr [ebp-14],这句代码就是将我们的20放进eax中
- push eax, ,然后push eax
- eax,dword ptr [ebp-8],这句代码就是将我们的20放进ecx中
- 然后push ecx
这几句代码好像是在传递参数,可我们的add函数的栈帧还没有创建,那是在传参吗?----确实是在传参



6.add函数栈帧的创建
按 F11,进入到 Add 函数 ,该add 函数地址不一定与main 函数地址相连,但是add 函数的地址一定在main 函数地址上面

执行call指令后,我们发现它里面放的是一个地址——006118f7

仔细观察我们发现,这个地址就是call指令下一条指令的地址。那它记这个地址干什么呢?-----add函数调用完,回到call指令的下一条指令位置继续执行下面的代码

接下来,机器继续执行以下代码,和main函数栈帧创建时一样,这里就不在赘述了



7.add函数内执行有效代码

此时,c被设置为0


8.add是如何获得参数的
0061187C mov eax,dword ptr [ebp+8]
//将ebp+8位置的值放进eax ,eax=10
0061187F add eax,dword ptr [ebp+0Ch]
//eax再加上ebp+12位置的值 ,eax =eax + 20 = 30
00611882 mov dword ptr [ebp-8],eax
//再将eax放到ebp-8位置

这里我们发现,函数的参数是在栈中找到的我们之前压进栈中的值,其实我的add函数压根就没有去找a,b。这更加证实了形参是实参的一份临时拷贝
此时,已经算出了结果,我们是怎么返回的呢?
00611885 mov eax,dword ptr [ebp-8]
将ebp-8位置的值放进eax寄存器中,add函数结束z的值就销毁了,但是寄存器不会销毁,刚好可以带回我们的值。
9. add函数栈帧的销毁
执行pop弹出栈,esp地址增大





执行这两句代码。esp移动到ebp位置。ebp移动到以前的ebp位置,esp再pop一次

执行最后一条ret指令,此时该位置刚好是call指令的下一条指令的地址。
10.main函数栈帧的销毁

再执行esp+8,即向高位移动,实际上这条指令就是在销毁我们的形参

此时,再执行 006118FA mov dword ptr [ebp-20h],eax ----将eax中的值放在ebp-20(c)中,而eax中刚好又放的是我们add函数执行的结果
接下来就是打印值
销毁eax中的值
main函数函数栈帧销毁,都与上面类似,这里不多做赘述
三、总结
- 局部变量在内存中是如何创建?
首先为这个函数分配好栈帧空间,并初始化一部分空间为CCCCCCCC,再为局部变量分配空间并初始化
- 变量不初始化为什么是随机值?
因为是在栈帧创建时的随机初始化为CCCCCCCC
- 函数是如何传参的?顺序是什么?
在调用函数前,形参已经被压入到栈中。进入函数后,通过指针偏移找到参数
- 形参和实参是什么关系?
形参是实参的一份临时拷贝
- 函数是如何调用以及返回的?
函数会在调用前就记住,调用位置下一条指令的地址,调用结束后,直接回到调用位置下一条指令
- 烫烫烫烫烫是怎么打印出来的呢?
还是因为栈帧创建时的随机初始化为CCCCCCCC
如有错误,请大佬指正!
相关文章:
【C语言:函数栈帧的创建与销毁】
文章目录 前言一、前期准备1.寄存器2.汇编指令3.测试代码 二、解开函数栈帧的神秘面纱1.栈帧大体轮廓2.main函数栈帧的创建3.main函数内执行有效代码4.烫烫烫5.函数参数的传递6.add函数栈帧的创建7.add函数内执行有效代码8.add是如何获得参数的9. add函数栈帧的销毁10.main函数…...
怎么在C++中实现云端存储变量
随着云计算技术的快速发展,现在我们可以将数据存储在云端,以便于在不同设备和地点访问。在C中,我们也可以通过一些方法来实现这个功能。本文将详细介绍如何在C中实现云端存储变量。 首先,我们需要理解,C本身并没有直接…...
短视频矩阵营销系统工具如何助力商家企业获客?
1.批量剪辑技术研发 做的数学建模算法,数学阶乘的组合乘组形式,采用两套查重机制,一套针对素材进行查重抽帧素材,一套针对成片进行抽帧素材打分制度查重,自动滤重计入打分。 2.账号矩阵分发开发 多平台,…...
PCL 计算一个平面与包围盒体素的相交线
文章目录 一、简介二、实现代码三、实现效果参考资料一、简介 基于之前计算的包围盒体素(PCL 包围盒体素化显示),这里使用一个平面与其进行相交,并求出与其中体素单元的相交线。 二、实现代码 //标准文件 #include <iostream> #include <thread>//PCL...
面向教育的计算机视觉和深度学习5
面向教育的计算机视觉和深度学习5 1. 好处智能内容(Smart Content)任务自动化(Task Automation)缩小技能差距(Closing Skill Gap) 2. 应用程序学生学习与福利(Student Learning and Welfare&…...
FPGA芯片内部结构
参考链接:FPGA的进阶之第二章FPGA芯片内部结构(2)...
人工智能AI创作系统ChatGPT网站系统源码+AI绘画系统支持GPT4.0/支持Midjourney局部重绘
一、前言 SparkAi创作系统是基于OpenAI很火的ChatGPT进行开发的Ai智能问答系统和Midjourney绘画系统,支持OpenAI-GPT全模型国内AI全模型。本期针对源码系统整体测试下来非常完美,可以说SparkAi是目前国内一款的ChatGPT对接OpenAI软件系统。那么如何搭建…...
Google 开源项目风格指南
目录 C 风格指南 Objective-C 风格指南 Python 风格指南 Shell 风格指南 TypeScript 风格指南 Javascript 风格指南 HTML/CSS 风格指南 C 风格指南 C 风格指南 - 内容目录 — Google 开源项目风格指南 Objective-C 风格指南 Objective-C 风格指南 - 内容目录 — Googl…...
无限上下文,多级内存管理!突破ChatGPT等大语言模型上下文限制
目前,ChatGPT、Llama 2、文心一言等主流大语言模型,因技术架构的问题上下文输入一直受到限制,即便是Claude 最多只支持10万token输入,这对于解读上百页报告、书籍、论文来说非常不方便。 为了解决这一难题,加州伯克利…...
学习剑指jvm
一直弱,jvm 1、主要解决运行状态的线上系统突然卡死,造成系统无法访问,甚至直接内存溢出异常(Out of Memory,OOM) 2、希望解决线上JVM垃圾回收的相关问题,但无从下手。 3、新项目上线,对设置…...
java网络通信
浏览器中输入:“www.woaijava.com”之后都发生了什么? 请详细阐述 由域名→IP地址 寻找IP地址的过程依次经过了浏览器缓存、系统缓存、hosts文件、路由器缓存、 递归搜索根域名服务器。 建立TCP/IP连接(三次握手具体过程) 由浏览…...
Three.js之加载外部三维模型
参考资料 建模软件绘制3D场景…加载.gltf文件(模型加载全流程) 知识点 注:基于Three.jsv0.155.0 三维建模软件gltf格式加载.gltf文件 三维建模软件 D美术常用的三维建模软件,比如Blender、3dmax、C4D、maya等等 Blender(轻量开源)3dmaxC4Dmaya 特…...
【机器学习】正规方程与梯度下降API及案例预测
正规方程与梯度下降API及案例预测 文章目录 正规方程与梯度下降API及案例预测1. 正规方程与梯度下降正规方程(Normal Equation)梯度下降(Gradient Descent) 2. API3. 波士顿房价预测 1. 正规方程与梯度下降 回归模型是机器学习中…...
【SOC基础】单片机学习案例汇总 Part2:蜂鸣器、数码管显示
📢:如果你也对机器人、人工智能感兴趣,看来我们志同道合✨ 📢:不妨浏览一下我的博客主页【https://blog.csdn.net/weixin_51244852】 📢:文章若有幸对你有帮助,可点赞 👍…...
顶层模块【FPGA】
1顶层模块: 不能像C语言的h文件那样,把io的定义放在其他文件。 在Verilog中,顶层模块是整个设计的最高层次,它包含了所有其他模块和子模块。 顶层模块定义了整个设计的输入和输出端口,以及各个子模块之间的连接方式。…...
IT行业就业分析
1. IT技术发展背景及历程介绍 2. IT行业的就业方向有哪些? IT技术发展背景及历程介绍: IT技术的发展背景和历程可以追溯到上世纪40年代,以下是IT技术的主要发展阶段: 1.计算机的发展:二战期间,计算机作…...
读取用户剪贴板内容
读取用户剪贴板内容 在Web开发中,要读取用户剪贴板的内容,可以使用Clipboard API。这个API提供了一组方法和事件,用于访问和操作用户的剪贴板数据。 HTML <body><button onclick"readClipboard()">读取剪切板内容&l…...
“深入理解Nginx的负载均衡与动静分离“
目录 引言一、Nginx简介1. Nginx的基本概念2. Nginx的特点3. Nginx的安装配置 二、Nginx搭载负载均衡三、前端项目打包四、Nginx部署前后端分离项目,同时实现负载均衡和动静分离总结 引言 在现代互联网应用中,高性能和可扩展性是至关重要的。Nginx作为一…...
JVM 内存和 GC 算法
文章目录 内存布局直接内存执行引擎解释器JIT 即时编译器JIT 分类AOT 静态提前编译器(Ahead Of Time Compiler) GC什么是垃圾为什么要GC垃圾回收行为Java GC 主要关注的区域对象的 finalization 机制GC 相关算法引用计数算法(Reference Count…...
memtest86 prosite v10.6
passmark官方的memtest86 v10开始支持颗粒级别的坏内存芯片定位了,对于特定的若干种CPU和芯片组的组合,支持这项功能。 当然支持颗粒定位的site版本售价4800美金,是比较贵的。所以网络上出现了破解版的,人才真是。但是鼓励大家支…...
使用docker在3台服务器上搭建基于redis 6.x的一主两从三台均是哨兵模式
一、环境及版本说明 如果服务器已经安装了docker,则忽略此步骤,如果没有安装,则可以按照一下方式安装: 1. 在线安装(有互联网环境): 请看我这篇文章 传送阵>> 点我查看 2. 离线安装(内网环境):请看我这篇文章 传送阵>> 点我查看 说明:假设每台服务器已…...
论文解读:交大港大上海AI Lab开源论文 | 宇树机器人多姿态起立控制强化学习框架(二)
HoST框架核心实现方法详解 - 论文深度解读(第二部分) 《Learning Humanoid Standing-up Control across Diverse Postures》 系列文章: 论文深度解读 + 算法与代码分析(二) 作者机构: 上海AI Lab, 上海交通大学, 香港大学, 浙江大学, 香港中文大学 论文主题: 人形机器人…...
Debian系统简介
目录 Debian系统介绍 Debian版本介绍 Debian软件源介绍 软件包管理工具dpkg dpkg核心指令详解 安装软件包 卸载软件包 查询软件包状态 验证软件包完整性 手动处理依赖关系 dpkg vs apt Debian系统介绍 Debian 和 Ubuntu 都是基于 Debian内核 的 Linux 发行版ÿ…...
基于uniapp+WebSocket实现聊天对话、消息监听、消息推送、聊天室等功能,多端兼容
基于 UniApp + WebSocket实现多端兼容的实时通讯系统,涵盖WebSocket连接建立、消息收发机制、多端兼容性配置、消息实时监听等功能,适配微信小程序、H5、Android、iOS等终端 目录 技术选型分析WebSocket协议优势UniApp跨平台特性WebSocket 基础实现连接管理消息收发连接…...
Python爬虫(二):爬虫完整流程
爬虫完整流程详解(7大核心步骤实战技巧) 一、爬虫完整工作流程 以下是爬虫开发的完整流程,我将结合具体技术点和实战经验展开说明: 1. 目标分析与前期准备 网站技术分析: 使用浏览器开发者工具(F12&…...
[10-3]软件I2C读写MPU6050 江协科技学习笔记(16个知识点)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16...
解决本地部署 SmolVLM2 大语言模型运行 flash-attn 报错
出现的问题 安装 flash-attn 会一直卡在 build 那一步或者运行报错 解决办法 是因为你安装的 flash-attn 版本没有对应上,所以报错,到 https://github.com/Dao-AILab/flash-attention/releases 下载对应版本,cu、torch、cp 的版本一定要对…...
网络编程(UDP编程)
思维导图 UDP基础编程(单播) 1.流程图 服务器:短信的接收方 创建套接字 (socket)-----------------------------------------》有手机指定网络信息-----------------------------------------------》有号码绑定套接字 (bind)--------------…...
Android Bitmap治理全解析:从加载优化到泄漏防控的全生命周期管理
引言 Bitmap(位图)是Android应用内存占用的“头号杀手”。一张1080P(1920x1080)的图片以ARGB_8888格式加载时,内存占用高达8MB(192010804字节)。据统计,超过60%的应用OOM崩溃与Bitm…...
使用LangGraph和LangSmith构建多智能体人工智能系统
现在,通过组合几个较小的子智能体来创建一个强大的人工智能智能体正成为一种趋势。但这也带来了一些挑战,比如减少幻觉、管理对话流程、在测试期间留意智能体的工作方式、允许人工介入以及评估其性能。你需要进行大量的反复试验。 在这篇博客〔原作者&a…...
