浅析C语言中的栈操作

Stillthekid

作者：冯老师,华清远见嵌入式学院讲师。

汇编/C语言中的'数据栈'跟数据结构中的'逻辑栈'类似都是遵循先进后出后进先出原则，但是在实际操作过程中的基本单位不同：

1.在数据结构中的'逻辑栈'按照使用者自己的需求定义大小及基本单位。例如可以存放10个char型，也可以存放20个结构体等。

2.在汇编或C语言本身的'数据栈'中栈大小由编译器指定，遵循FIFO规则的基本单位是栈帧，即每调用一个函数都会有一个新的栈帧加入，而函数返回则以栈帧为单位出栈。

栈帧也叫过程活动记录，是编译器用来实现过程/函数调用的一种数据结构。其实就是一个函数执行的环境：函数参数、函数的局部变量、函数执行完后返回到哪里等等。

因此，在同一个栈帧内数据的访问可以使随机的，汇编中可以通过ebp 指针向上或向下任意偏移就可以访问当前函数内部的所有局部变量，或向上偏移就可以访问调用者对当前函数的传参。（因为栈的增长空间是从高地址到低地址。）

下面是函数调用过程中的操作：

当发生函数调用的时候,栈空间中存放的数据是这样的：

1、调用者函数把被调函数所需要的参数按照与被调函数的形参顺序相反的顺序压入栈中,即:从右向左依次把被调函数所需要的参数压入栈;

2、调用者函数使用call指令调用被调函数,并把call指令的下一条指令的地址当成返回地址压入栈中(这个压栈操作隐含在call指令中);

3、在被调函数中,被调函数会先保存调用者函数的栈底地址(push ebp),然后再保存调用者函数的栈顶地址,即:当前被调函数的栈底地址(mov ebp,esp);

4、在被调函数中,从ebp的位置处开始存放被调函数中的局部变量和临时变量,并且这些变量的地址按照定义时的顺序依次减小,即:这些变量的地址是按照栈的延伸方向排列的,先定义的变量先入栈,后定义的变量后入栈;

所以,发生函数调用时,入栈的顺序为:
        参数N
        参数N-1
        参数N-2
        .....
        参数3
        参数2
        参数1
        函数返回地址
        上一层调用函数的EBP/BP
        局部变量1
        局部变量2
        ....
        局部变量N

                               
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