内存空间

内存结构2

栈（Stack） ：栈保存函数的局部变量（不包括 static 修饰的变量），参数以及返回值。栈是后进先出（LIFO）的数据结构。栈属于静态内存分配。
堆（Heap） ：堆保存函数内部动态分配（malloc 或 new）的内存，是另外一种用来保存程序信息的数据结构。堆是先进先出（FIFO）数据结构。堆属于动态内存分配。
BSS段（Block Started By Symbol Segment ） ：用来存放程序中未初始化和初始化为 0的全局变量的一块内存区域，在程序载入时由内核清零。BSS段属于静态内存分配。
数据段（Data Segment） ：通常用来存放程序中已初始化的（非 0）全局变量和静态局部变量。数据段属于静态内存分配。
代码段（Code Segment/Text Segment） ：用来存放程序执行代码的一块内存区域。这部分区域的大小在程序运行前就已经确定，并且内存区域通常属于只读。在代码段中，也有可能包含一些只读的常数变量，例如字符串常量等。代码段属于静态内存分配。

什么是栈帧？

栈帧是栈的组成部分，一个栈由多个栈帧依序“堆叠”组成。

栈帧是指函数在被调用时，所拥有的一块独立的用于保存函数状态和变量的栈空间。每个函数都对应一个栈帧。同一个函数多次调用，每次可能会分配到不同的栈帧。

假设一个引用占用4个字节，则栈的结构如下图所示：

执行中的栈帧2

使用的寄存器

ebp ：基址指针寄存器，指向栈帧的底部（高地址）。
esp：栈指针寄存器，指向栈帧的顶部（低地址）。
eip：指令指针寄存器，指向即将执行的程序指令的地址。

栈帧寄存器

函数调用

一个函数调用，一般需要以下步骤，以stdcall进行函数调用func（a,b,c）为例：

保存函数的实参：

父函数调用时，会把参数从右至左入栈，实现保存函数实参的功能。
```
push c  
push b  
push a
```
保存子函数结束后，需要返回的地址（返回到哪里）：

执行call指令。
```
call func
```
call指令实际上做了两个工作，一个是将这个call指令的下一条语句入栈，实现返回地址的保存。然后把执行流跳转到函数里。所以一个call指令从功能上可以拆分为以下两个指令。
```
push 本call指令下一条指令的地址  
jmp func
```
保存父函数的栈帧信息：

执行流到了func函数内部，会先进行父函数栈帧信息的保存。此时esp和ebp依然维持父函数的栈帧。保存父函数的ebp。
```
push ebp
```
当前子函数所有的栈中变量被释放后，esp会回到函数调用前的状态，因此无需保存esp，只要保存ebp的信息即可。
在栈上开辟空间供局部变量使用：

子函数的栈帧底部变到esp处。
```
mov ebp, esp
```
栈帧底部设置完毕后，为局部变量开辟空间，假设开辟一个32（0x20）字节的栈空间。
```
sub esp, 20h
```
执行函数实现的功能；
释放局部变量使用的空间：
```
add esp, 20h
```
根据保存的父函数栈帧信息，恢复父函数栈帧：

此时栈顶为父函数的ebp值，可以依据这个信息恢复父函数的ebp，进而恢复栈帧。
```
pop ebp
```
根据保存的返回地址，恢复父函数执行流，一般是函数调用指令后的下一条指令：

当前栈顶为返回地址，这时父函数的栈信息已经恢复，只要根据这个返回地址更改执行流，回到父函数call func指令的下一条指令即可。
```
retn
```

至此，一个函数的调用流程结束，栈的状态和调用前完全一致，子函数的返回值被存在eax寄存器中

栈以及函数调用过程

内存空间

什么是栈帧？

使用的寄存器

函数调用