前言
在c语言中我们会将一些功能单独写成一个函数，以供主函数调用，在表面来看调用的过程就是写出一个函数后，只需要在调用时中通过函数名将实参传给形参就实现了整个过程，但实际上调用的过程远比你想的复杂，这其中函数栈帧起着关键作用。通过本篇文章，我将告诉你函数在调用时计算机内究竟发生了什么？
一.函数栈帧是什么？
C语言中，每个栈帧对应着一个未运行完的函数。栈帧中保存了该函数的返回地址和局部变量。(来自百度百科）。
通过这句话我们可以提炼出两个关键信息：
1.每个未运行完的函数都有一个对应的栈帧
2.栈帧保存了函数的返回地址和局部变量
先对栈帧有一个简单的概念，知道其主要作用是什么就行。
二、栈帧准备知识
由于函数栈帧不光涉及c语言代码知识，如果是小白一定要认真看本节，这对帮助你理解栈帧非常重要，也不要因为发现这些知识你之前完全没听说过就产生畏难心理，事实上，我们只需要掌握期其中一些非常关键的地方就足够了。
1.内存分区
内存中主要分为栈区，堆区，静态区，以及其他部分。
栈区：由高地址往低地址增长，主要用来存放局部变量，函数调用开辟的空间，与堆共享一段空间。（本篇重点）
堆区：由地地址向高地址增长，动态开辟的空间就在这里（malloc，realloc，calloc，free），与栈共享一段空间。
静态区：主要存放全局变量和静态变量。
2.什么是栈？
前面已经知道栈中存放了函数调用开辟的空间即栈帧，因此我们要明白什么是栈帧，必须先知道什么是栈。
栈是一种数据结构，是一种只能在一端进行插入和删除操作的特殊线性表。它按照先进后出的原则存储数据，先进入的数据被压入栈底，最后的数据在栈顶，需要读数据的时候从栈顶开始弹出数据（最后放入的数据被最先读出来）。
简单来讲你可以把栈理解为一个弹夹，而我们放的数据就像子弹，当我们射子弹时，总是会把后压入的弹先射出去，因为后压入的弹一定是放在最上面的，而先压入的弹后射出去，因为先压入的弹在最下面。这就是栈最大的特点"先入后出，后入先出"，而往栈中放数据我们称作压栈（push），拿出栈中的数据我们叫出栈（pop）。
压栈（push)：
出栈（pop）：
3.esp，ebp，eax寄存器
| ebp | ebp是基址指针，保存调用者函数的地址，总是指向当前栈帧栈底 |
| esp | esp是被调函数指针，总指向函数栈栈顶 |
| eax | 累加器，用来乘除法，与函数返回值(本篇主要关注第二个功能） |
简单来讲就是esp和ebp是两个指针，ebp指向当前栈帧栈底，esp指向函数栈栈顶。
能看到，ebp并不是指向整个函数栈的栈底，而是指向当前栈帧的栈底，而由于esp总是指向栈顶，且栈只允许一个方向的操作，因此esp指向其实也是当前栈帧的栈顶，不过当前栈帧的栈顶始终与栈顶相同，因此说esp指向的是栈顶。
三、详解栈帧创建与销毁全过程
有了以上知识就能够初步理解栈帧从创建到销毁的全过程了，接下来我会一步一步讲解
假设我们有当前代码：
#include<stdio.h>
int add(int a, int b)
{
int c = 0;
c = a + b;
return c;
}
int main()
{
int a = 1;
int b = 1;
int sum;
sum = add(a, b);
return 0;
}
调用函数之前：
此时我们准备执行函数调用"sum = add(a,b);"此时栈中如下:
将传入函数的值放入栈中
由于函数调用涉及到传参，因此我们在调用函数之前，需要先将传入的参数保存，以方便函数的调用，因此需要将add函数的a=1,b=2,push入栈保存
函数执行：
1.保护当前ebp
由于我们马上要创建新的栈帧空间，因此ebp和esp都得将变动，为了能够让我们调用完add函数后还能让ebp回到当前位置我们需要对ebp的值进行保护，即将此时ebp的值压入栈（至于为什么不需要保护esp，看到后面你就能明白）
2.创建所需调用函数的栈帧空间
令ebp指向当前esp的位置并根据add函数的参数个数，创建一个大小合适的空间。
①ebp指向当前esp的位置
②创建空间
3.保存局部变量
将add函数中创建的变量"int c = 0"放入刚刚开辟的栈帧空间中
4.参数运算
根据形参与局部变量，进行对应的运算，这里执行"c = a +b", 得到 c = 2,放入刚才c对应的位置。
到次函数执行就完成了，接下来就要开始实现函数返回
函数返回：
1.存储返回值
现在我们已经达成了目的"add(a,b)",要将之前创建的add的函数栈销毁，以使得我们能够回到main函数中正常执行，而在销毁add的函数栈帧前我们的main函数可还没有拿到运算结果，因此我们需要先将需要返回的值存储起来，存储的位置就是前面提到的eax寄存器，这里"return c",我们将c的值放到eax寄存器中。
2.销毁空间
拿到了运算结果后，我们就没有任何任何顾虑了，可以直接销毁函数的栈桢空间了。
3.ebp回上一栈帧栈底
此时ebp拿到之间存储的上一栈帧栈底的值，回到相应的位置，于此同时，存储的ebp没有用了，也将被销毁。
4.销毁形参
形参也不再有用，因此也随即销毁。（这里也让我们明白：由于形参在调用完函数后就会销毁，且与实参根本不是同一地址，因此形参的改变无法影响实参。）
5.main函数拿到返回值
在讲解main函数怎么拿到返回值前，我想先问一个问题：
上图中所谓的前一栈帧指的是什么？
大家都知道，我们编写的c程序都是从一个main函数开始的，实际上，代码并不是直接从main函数开始运行的，main函数的本质也是一个被其他代码调用的函数，至于被谁调用，这里就不展开讲解了，这里提出这个问题是想要大家知道：
main函数是一个函数，它有自己的栈帧。
因此所谓的前一栈帧实际上就是调用add函数的main函数的栈帧。
因此我们要让main函数拿到返回值，只需要把eax寄存器中的值放入main栈帧中sum对应的位置就行。（这里也能让我们明白：由于我们只有一个eax寄存器，因此c语言的函数只能有一个返回值。）
至此栈帧的创建与销毁结束，函数调用完成。
总结
本篇文章就到这里了，希望能够给你带来帮助，也希望您能够多多关注服务器之家的更多内容！
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