017+C语言中函数栈帧的创建与销毁（VS2022环境）

0.前言

您好，这里是limou3434的一篇个人博文，感兴趣的话您也可以看看我的其他文章。本次我将和您一起学习在C语言中函数栈帧的概念。

1.学习函数栈帧的意义

• 局部变量是怎么穿创建的？为什么局部变量的值是随机的
• 函数是怎么传参的？传参的顺序是怎么样的？
• 形参和实参是什么关系？
• 函数调用是怎么做的？函数调用时结束后怎么返回？

2.先不要使用太高级的编译器

编译器越高级就越难以观察到这些细节，因为有可能编译器做了非常高的封装，使得一些细节被其隐藏。但是使用新版本的编译器也行，有些时候大差不差。（例如本例中使用的VS2022在其汇编代码中，就有部分指令是VS2022自己加上的，这些指令对我们的学习暂时无关紧要，可以先忽略）

3.不同编译器函数调用中创建的栈帧有可能不同

在同时不同编译器下，函数调用的过程中栈帧的创建是有差异的，具体细节取决于编译器

4.计算机内的寄存器

计算机内部最常见的寄存器有“eax、ebx、ecx、edx”还有“ebp、esp”，最后两个寄存器存放的是地址，而这两个地址是用来维护函数栈帧的

5.调用main函数的函数

实际上是有函数来调用main函数的，这个函数就是“__tmainCRTStartup()”，而调用这个函数的函数是“mainCRTStartup()”，而调用这个函数的是操作系统

6.粗略解释函数栈帧的开辟和esp、ebp寄存器的使用

//源代码
#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;
}

如果把函数栈帧简单理解，则对于上面的代码就对应下面的函数栈帧建立图示过程

但是如果仅仅是这么讲是远远不够的，接下来我们来试试读读一些相关代码的汇编代码（哪怕您没有学过汇编也不必担心，只需看懂个大概即可）

7.详细解释函数栈帧的开辟和开寄存器的使用

下面的汇编代码不用细看，只是整理出来让您结合图解来分析函数栈帧开辟的细节，您可以看完图解再回到汇编代码来复习

• C语言的源代码

//源代码
#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;
}

• 上述源代码生成对应的汇编代码

//main函数内部的汇编代码
int main()
{
00B518B0  push        ebp  
00B518B1  mov         ebp,esp  
00B518B3  sub         esp,0E4h  
00B518B9  push        ebx  
00B518BA  push        esi  
00B518BB  push        edi  
00B518BC  lea         edi,[ebp-24h]  
00B518BF  mov         ecx,9  
00B518C4  mov         eax,0CCCCCCCCh  
00B518C9  rep stos    dword ptr es:[edi]  
00B518CB  mov         ecx,0B5C008h  
00B518D0  call        00B5131B  int a = 10;
00B518D5  mov         dword ptr [ebp-8],0Ah  int b = 20;
00B518DC  mov         dword ptr [ebp-14h],14h  int c = 0;
00B518E3  mov         dword ptr [ebp-20h],0  c = Add(a, b);
00B518EA  mov         eax,dword ptr [ebp-14h]  
00B518ED  push        eax  
00B518EE  mov         ecx,dword ptr [ebp-8]  
00B518F1  push        ecx  
00B518F2  call        00B513B6  
00B518F7  add         esp,8  
00B518FA  mov         dword ptr [ebp-20h],eax  printf("%d\n", c);
00B518FD  mov         eax,dword ptr [ebp-20h]  
00B51900  push        eax  
00B51901  push        0B57B30h  
00B51906  call        00B510D2  
00B5190B  add         esp,8  return 0; 
00B5190E  xor         eax,eax  
}
00B51910  pop         edi  
00B51911  pop         esi  
00B51912  pop         ebx  
00B51913  add         esp,0E4h  
00B51919  cmp         ebp,esp  
00B5191B  call        00B51244  
00B51920  mov         esp,ebp  
00B51922  pop         ebp  
00B51923  ret  

//在调用Add函数时，其内部的汇编代码
int Add(int x, int y)
{
00221FF0  push        ebp  
00221FF1  mov         ebp,esp  
00221FF3  sub         esp,0CCh  
00221FF9  push        ebx  
00221FFA  push        esi  
00221FFB  push        edi  
00221FFC  lea         edi,[ebp-0Ch]  
00221FFF  mov         ecx,3  
00222004  mov         eax,0CCCCCCCCh  
00222009  rep stos    dword ptr es:[edi]  
0022200B  mov         ecx,22C008h  
00222010  call        0022131B  int z = 0;
00222015  mov         dword ptr [ebp-8],0  z = x + y;
0022201C  mov         eax,dword ptr [ebp+8]  
0022201F  add         eax,dword ptr [ebp+0Ch]  
00222022  mov         dword ptr [ebp-8],eax  return z;
00222025  mov         eax,dword ptr [ebp-8]  
}
00222028  pop         edi  
00222029  pop         esi  
0022202A  pop         ebx  
0022202B  add         esp,0CCh  
00222031  cmp         ebp,esp  
00222033  call        00221244  
00222038  mov         esp,ebp  
0022203A  pop         ebp  
0022203B  ret  

图解1（__tmainCRTStartup函数调用main函数）

图解2

图解3

图解4

图解5

图解6（main函数调用Add函数）

图解7

图解8

图解9

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图解11

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图解15

图解16

……后续步骤我不再给出，如果您完整的看过上面的图解后，就能很清晰的理解栈帧这一概念了，也能对后续没有做图解的汇编代码进行理解

8.总结

这次我采用绘图的方式帮助您了解函数创立栈帧的详细过程，还希望您能仔细地看下去，这是一个C程序员内功的一部分。