C/C++ 函数调用过程，压栈出栈

在x86的计算机系统中，内存空间中的栈主要用于保存函数的参数，返回值，返回地址，本地变量等。一切的函数调用都要将不同的数据、地址压入或者弹出栈。因此，为了更好地理解函数的调用，我们需要先来看看栈是怎么工作的。

栈是什么？

简单来说，栈是一种LIFO形式的数据结构，所有的数据都是后进先出。这种形式的数据结构正好满足我们调用函数的方式：父函数调用子函数，父函数在前，子函数在后；返回时，子函数先返回，父函数后返回。栈支持两种基本操作，push和pop。push将数据压入栈中，pop将栈中的数据弹出并存储到指定寄存器或者内存中。

这里是一个push操作的例子。假设我们有一个栈，其中黄色部分是已经写入数据的区域，绿色部分是还未写入数据的区域。现在我们将0x50压入栈中：

// 将0x50的压入栈
push $0x50

 

图一：压栈操作

我们再来看看pop操作的例子：

// 将0x50弹出栈
pop

 

 

图二：出栈操作

这里有两点需要注意的，第一，上面例子中栈的生长方向是从高地址到低地址的，栈是向下生长的，因此这里也用这种形式的栈；第二，pop操作后，栈中的数据并没有被清空，只是该数据我们无法直接访问。有了这些栈的基本知识，我们现在可以来看看在x86-32bit系统下，C语言函数是如何调用的了。

 

栈帧是什么？

栈帧，也就是stack frame，其本质就是一种栈，只是这种栈专门用于保存函数调用过程中的各种信息（参数，返回地址，本地变量等）。栈帧有栈顶和栈底之分，其中栈顶的地址最低，栈底的地址最高，SP(栈指针)就是一直指向栈顶的。在x86-32bit中，我们用 %ebp 指向栈底，也就是基址指针；用 %esp 指向栈顶，也就是栈指针。下面是一个栈帧的示意图：

 

图三：栈帧示意图

一般来说，我们将 %ebp 到 %esp 之间区域当做栈帧（也有人认为该从函数参数开始，不过这不影响分析）。并不是整个栈空间只有一个栈帧，每调用一个函数，就会生成一个新的栈帧。在函数调用过程中，我们将调用函数的函数称为“调用者(caller)”，将被调用的函数称为“被调用者(callee)”。在这个过程中，1）“调用者”需要知道在哪里获取“被调用者”返回的值；2）“被调用者”需要知道传入的参数在哪里，3）返回的地址在哪里。同时，我们需要保证在“被调用者”返回后，%ebp, %esp 等寄存器的值应该和调用前一致。因此，我们需要使用栈来保存这些数据。

为什么参数从右至左压栈

1.C方式参数入栈顺序(从右至左)的好处就是可以动态变化参数个数。通过栈堆分析可知，自左向右的入栈方式，最前面的参数被压在栈底。这样的话，除非知道参数个数，否则是无法通过栈指针的相对位移求得最左边的参数。这样就变成了左边参数的个数不确定，正好和动态参数个数的方向相反。

2. 更符合习惯。 

采用这种顺序，是为了让程序员在使用C/C++的“函数参数长度可变”这个特性时更方便。

什么是“函数参数长度可变”？printf就是一个例子，它的参数的个数就是可变的，链接（1）中介绍了如何自己写一个参数长度可变的函数。

看下面这句话 printf（"%d %d %d",1,2,3），在采用从右向左的参数入栈顺序时，参数出栈顺序时"%d %d %d"，1,2,3。

如果采用从左向右的入栈顺序，则出栈顺序变为3,2,1，"%d %d %d"。

普通函数、类成员函数、类虚函数的调用过程

• 普通函数调用流程
  1. 开辟栈帧空间
  2. 函数参数从右至左进行压栈
  3. 函数返回地址进行压栈
  4. 函数局部变量进行压栈

• 普通成员函数调用流程（大体）

  1. 由于函数地址在编译期间已确定，所以直接找到该函数地址
  2. this指针，作为隐含参数传入该函数
  3. 之后的调用和普通函数调用方式一致
  4. 注意：如果该函数中，使用了实例的成员变量，由于this指针为null，程序会报错。

• 虚函数调用流程（大体）

  1. 查找this指针（也就是实例）的地址
  2. 根据this指针，查找虚函数表（函数指针数组）的地址
  3. 从虚函数表中，取出相应的函数地址

 

参考文档： https://www.cnblogs.com/sddai/p/9762968.html

参考文档：https://blog.csdn.net/hnyzyty/article/details/46427219