内存中堆栈使用,函数调用示例

堆栈是什么:

    堆栈是内存的一种先进后出的存储方式,具有由高地址向低地址生长的特质。(像是以空气为地基,往地底建房子一样,靠近地心的一层叫做栈顶,悬浮在空气中的叫做栈底)

为什么要使用堆栈:

    寄存器不够存放所有的局部变量

    有些局部变量是数组或结构,因此必须通过数组或结构引用来访问

    过程会用栈帧来存放它调用其他过程的参数

堆栈是怎样运行的:

    以函数调用作为引入

函数调用

扫盲:

    程序的一系列指令本来存在于硬盘中,跑得快的老虎cpu发一道作业让龟硬盘把数据运输到兔子内存中。

    %ebp,一直指向当前函数在一个栈的开始地址。

    %esp,随着指令的运行,指向函数帧最后的地址。

过程:   

(C代码)
(栈帧图解)


(汇编表示)

通俗语言顺序描述:

调用者函数最开始

“把寄存器ebp的值压到栈里去”  (pushl    %ebp)

“把esp的值赋给ebp”(movl    %esp,%ebp)

“把esp的值减去24”(为了开辟冗余的空间)

“把arg2的值放到ebp-4的地址”(leal  -4(%ebp), %eax)

“把arg1的值放到ebp-8的地址”(leal  -8(%ebp), %eax)

“把arg1的地址作为数据放到当前esp指向的地址”

“把arg2的地址作为数据放到当前esp+4指向的地址”

“把当前函数下一条指令的地址压入栈中”(call swap_add)

再次开辟新的函数帧,执行被调用者过程

“把寄存器ebp的值压到栈里去”  (pushl    %ebp)

“把esp的值赋给ebp”(movl    %esp,%ebp)

“把esp的值减去24”(为了开辟冗余的空间)

“把ebx的值压进栈里面”(这是存放被调用者保存的数据)

“取出当前esp+8的内容即地址到%edx寄存器中”(movl  8(%ebp), %edx)

“取出当前esp+12的内容即地址到%ecx寄存器中”(movl  12(%ebp),%ecx)

“取出%edx寄存器中的内容对应的值到%ebx”(movl  (%edx),  %ebx)

“取出%ecx寄存器中的内容对应的值到%eax”(movl  (%ecx),  %eax)

“寄存器移动赋值,哈哈哈我懒就不写了,看汇编代码就知道了”

结束函数调用后

“弹出%ebx的值,这是调用者函数的值,要还给调用者”(popl   %ebx)

“把%ebp的值给%esp”(movl  %ebp,  %esp)

“弹出%esp的值到调用者的栈底,即%esp又成栈底了”(popl  %ebp)

“返回执行上一个函数的下一条语句”


总结:

(1)把参数和返回地址准备好,

(2)然后大家都遵循约定, 每次新函数都要建立新的函数帧:

"把寄存器ebp的值压到栈里去“

"把esp的值赋给ebp"

(3) 函数调用完了, 重置 ebp 和esp ,让他们重新指向调用着的栈帧。

                                                                                                              本文引用《深入理解计算机系统第三章帧栈结构》《公众号码农翻身<CPU阿甘:函数调用的秘密>》

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