函数调用过程分析

在分析C语言函数调用过程之前我们有必要理解一下程序内存结构。内存空间被划分为：栈区(heap)、堆区(stack)、静态全局区、文字常量区以及函数代码区。（此处只是内存区域的大致划分，已经能够支撑后文将要讨论的内容）其结构如下图所示：
这里写图片描述
栈区主要用于系统自动进行分配局部变量，函数形参空间。它位于内存中相对较高的位置，地址由高向低增长。（此处的堆栈与数据结构中的堆栈并不是一回事，要注意区分。）
现在我们可以通过一个简单的Add函数调用来对其调用过程进行分析：

include<stdio.h>

int Add (int a,int b)
{
    int z = 0;
    z = a+b;
    return z;
}
int main()
{
    int a = 10;
    int b = 20;
    int sum = Add(10,20);
    printf("sum = %d ",sum);
    return 0;
}

这里写图片描述
通过观察函数调用时堆栈我们可以发现，Add函数由main函数调用，main函数被 __tmainCRTStartup调用， __tmainCRTStartup则又被 mainCRTStartup函数调用。研究前我们需明白每一个函数都有自己的栈帧空间，并在自己的栈帧空间内进行变量的分配，且当前正在运行的函数的栈帧总是位于栈顶。同时系统提供了ESP，EBP这两个寄存器分别用于记录函数调用时栈顶和栈底的位置。
由此我们可以得出main函数调用Add函数的堆栈示意图：
这里写图片描述
接下来分别对main函数以及Add函数的汇编代码进行分析：
Main函数：

根据对汇编代码的分析可通过画图进行更加直观的展现：

Add函数：

Add函数调用分析图示：

通过以上对汇编代码的分析以及对内存的分配分析，整个函数的调用过程可总结为三步：
1）在栈中申请参数及函数体内定义的变量的内存空间
2）根据调用的函数名找到函数入口；
3）函数执行完后，返回值并释放函数在栈中的审请的参数和变量的空间

除此之外，在分析过程中我们还需了解一些其他的寄存器：

eax 是”累加器”(accumulator), 它是很多加法乘法指令的缺省寄存器。
ebx 是”基地址”(base)寄存器, 在内存寻址时存放基地址。
ecx 是计数器(counter), 是重复(REP)前缀指令和LOOP指令的内定计数器。
edx 则总是被用来放整数除法产生的余数。
esi/edi分别叫做”源/目标索引寄存器”(source/destination index),因为在很多字符串操作指令中, DS:ESI指向源串,而ES:EDI指向目标串.

在对函数调用过程进行分析时，一些汇编指令是少不了的，常用到的有以下几个，可供平时学习：
sub：减法指令
lea：取偏移地址
push：实现压入操作的指令是PUSH指令
pop：实现出栈弹出操作
call：用于保存当前指令的下一条指令并跳转到目标函数。
mov ：数据传送指令，也是最基本的编程指令，用于将一个数据从源地址传送到目标地址（寄存器间的数据传送本质上也是一样的）

以上就是对本次学习函数调用的总结，凡有不足之处欢迎批评指正，谢谢！

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