C语言 - 理解函数栈帧

一：概述

        函数栈帧是函数调用过程中为管理和存储函数相关信息（如局部变量、返回地址等）而在栈上分配的一块内存区域。它是实现函数调用、递归和返回的关键机制。

二：栈帧的组成

      一个典型的栈帧通常包含以下内容（从高地址到低地址）：

1. 函数参数（Function Arguments）
   如果函数的参数通过栈传递，它们会首先被压入栈中。

2. 返回地址（Return Address）
   调用函数时，记录调用方的下一条指令的地址，以便函数执行完毕后返回。

3. 帧指针（Frame Pointer, FP 或 Base Pointer, BP）
   保存调用者的帧指针，以便能够恢复调用者的栈帧。

4. 局部变量（Local Variables）
   存储函数的局部变量。这些变量的大小和数量由编译器决定。

5. 寄存器保存区（Saved Registers）
   如果函数调用需要用到寄存器，则必须保存调用者寄存器的值，以便函数返回后恢复。

三：函数调用过程中的栈帧变化

     对于32位 x86架构，有下列寄存器会在函数调用过程中用到：

      1. eip 指令寄存器，指示下一条要执行的指令。

      2. esp 栈顶寄存器

      3. epb 栈底寄存器

      4. eax, ebx, ecx, edx 通用寄存器

      5. esi, edi 源和目的索引地址寄存器

      6. eflags 状态寄存器 

    对于64位 x86架构，上面栈寄存器名称使用 r 前缀，比如 rbp, rsp等， 有更大的寻址空间。

      下面通过一个列子来看看寄存器的变化

#include <stdio.h>void foo(int a, int b)
{int c = a * b;int d = a / b;printf("%d %d\n", c, d);
}int main(int argc, char* argv[])
{int x = 4;int y = 5;foo(y, x);return 0; 
}

main函数反汇编如下：