栈论 : 递归与栈式访问，如何用栈实现所有递归操作(函数调用底层篇)

重大错误说明 ： 栈顶的指针始终是指向最后一个入栈元素的位置的，不是最后一个入栈元素的位置上面！请读者留意 (PS : 后来又看了一下，好像也不是什么大问题...)

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栈论 : 递归与栈式访问，如何用栈实现所有递归操作(基础知识篇)

 

2.函数调用底层篇(了解递归调用的硬件实现)

一开始，main函数没有调用add之前他的栈帧如下图，当然，下面只是简略介绍，实际上内存布局比下面更复杂（省略了寄存器等）。

 

 

 

 当要调用add函数的时候main 将 自己的变量拷贝后压入栈中，我们称之为“形参”

 

 

上图中变量c 和变量d的拷贝就是所谓的”形参“

 接下来将main函数的ebp地址压入栈中保存，以便add函数调用完之后恢复main在内存中的栈帧

 

 

 

 

接着 就是重要的环节，add函数的栈帧创建，add函数的栈帧创建在add函数自己的操作里。

 

没想到吧？add函数的栈帧是add函数自己创建的。一般的思维都是父对象为子对象创建空间，再让子对象自己发挥，可能这是比较袒护孩子的行为吧，你看函数调用却是让自己的孩子去开创天地，值得学习。(当然 这是win10下汇编的得出的结果，可能不同系统不一样)

 

add函数本身操作 :

 

1.将esp 的值赋给ebp，这里的ebp就是add函数自己栈帧的栈底了。

 

2.让esp = esp - X ; X是一个位移量，表示esp要上移，esp上移的这个位移量差不多是add函数栈帧的大小。(还有一些寄存器之类的会占用空间，忽略不计)

 

如图:

 

 

 

 

这时候的栈应该是这样的

 

 

 

 

 

 

 接下来，涉及到最重要环节！栈帧之间的通信

add函数的内部操作是 两个数相加，这两个数是形参，难道在add函数的栈帧中要访问在main函数栈帧中的形参吗？没错，就是直接访问。

我们来看看a + b 的汇编过程

 

 

 

 

对汇编不了解的同学可以先把 eax理解成一个变量，这个变量不在内存中（当然也就不在我们的栈区中）。mov是放进去的意思，理解把逗号右边的值放到(赋给)左边变量上(eax)去。 add是把逗号左右两边的数加起来，放到左边去。

 

 

我们发现，a + b 无非是把 ebp + 8， ebp + 12(十六进制数0Ch的十进制数)读取到的值加起来并且放到eax变量里而已。

而从 ebp + 8 和 ebp + 12 读取到的正好是main函数栈帧中的形参

 

 

 

 

 

 

栈帧通信总结1.

子函数直接调用父函数栈帧内的形成，访问父函数

 

这是子向父索求信息，那么父向子索取信息呢？聪明的你可能已经猜到了，返回值！

 

子函数返回过程：

子函数完成之后，子函数的栈帧会被废弃掉

上面大圈里的小圈，两句汇编就是把栈顶和栈底移动回原来的main栈帧处。

 

 

 

 

 

在我们刚刚看到的a+b之后，子函数已经没什么大动作了，也就是说我们操作完之后的数是放在eax里的。

父函数就是通过访问子函数结束后遗留在eax中的数来和子函数通信，也就是说，eax里的是子函数的返回值！

 

从汇编也可以看到main在调用完add函数之后，为e赋值的时候直接访问了eax；

 

 

 

 

add　　　　esp,8

 

这句还是要好好说一说的，子函数返回之后esp还在形参的上面，既然子函数完成了，形参也没必要存在，于是需要把他们废弃掉，废弃的方法是把他们移除esp和ebp之间，也就是让esp下降就好了。

 

 

 

 

 

 

 

 

栈帧通信总结2.

父函数直接访子函数在EAX中遗留的返回值

 

综上，我们得出以下几点结论。

1.子函数直接调用父函数栈帧内的形成，访问父函数

2.父函数直接访子函数在EAX中遗留的返回值

3.父函数调用子函数，子函数创建栈帧，子函数完成后子函数的栈帧销毁

 

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栈论 : 递归与栈式访问，如何用栈实现所有递归操作(幼儿园题目篇)

 

护眼绿：

 

没人看的结语：

 

首先很感谢你看到这里，辛苦了。

 

文章中某些地方可能不正确或不准确，代码也可能不够高效可读，希望读者能够帮忙指正，共同学习进步。