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:
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>》