GoLang函数栈的使用详细讲解.docx

第

GoLang函数栈的使用详细讲解

目录函数栈帧寄存器

函数栈帧

我们的代码会被编译成机器指令并写入到可执行文件，当程序执行时，可执行文件被加载到内存，这些机器指令会被存储到虚拟地址空间中的代码段，在代码段内部，指令是低地址向高地址堆积的。堆区存储的是需要程序员手动alloc并free的空间，需要自己来控制。

虚拟内存空间是对存储器的一层抽象，是为了更好的来管理存储器，虚拟内存和存储器之间存在映射关系。

如果在一个函数中调用了另外一个函数，编译器就会对应生成一条call指令，当call指令被执行时，就会跳转到被调用函数入口处开始执行，而每个函数的最后都有一条ret指令，负责在函数结束后跳回到调用处继续执行。

call指令做了两件事，将下一条指令的地址入栈，这就是IP寄存器中存储的值，第二，跳转到被调用函数入口处执行。

函数执行时需要有足够的内存空间用来存储参数，局部变量，返回值，这块空间对应的就是栈，栈区是从高地址向低地址生长的，且先进后出。分配给函数的栈空间被称为函数栈帧。

C语言中，每个栈帧对应着一个未运行完的函数。栈帧中保存了该函数的返回地址和局部变量。

寄存器

ESP寄存器：ESP即Extendedstackpointer的缩写，直译过来就是扩展的栈指针寄存器。SP是16位的，ESP是32位的，RSP是64位的，存放的都是栈顶地址。

EBP寄存器：EBP即Extendedbasepointer的缩写，直译过来就是扩展的基址指针寄存器。该指针总是指向当前栈帧的底部。

IP寄存器：指令指针，它指向代码段中的地址，是一个16位专用寄存器，它指向当前需要取出的指令字节，也就是下一个将要执行的指令在代码段中的地址。

eax：累加(Accumulator)寄存器，常用于函数返回值

ebx：基址(Base)寄存器，以它为基址访问内存

ecx：计数器(Counter)寄存器，常用作字符串和循环操作中的计数器

edx：数据(Data)寄存器，常用于乘除法和I/O指针

esi：源地址寄存器

edi：目的地址寄存器

esp：堆栈指针

ebp：栈指针寄存器

当然，以上功能并未限制寄存器的使用，特殊情况为了效率也可作其他用途。

这八个寄存器低16位分别有一个引用别名ax,bx,cx,dx,bp,si,di,sp,

其中ax,bx,cx,dx,的高8位又引用至ah,bh,ch,dh，低八位引用至al,bl,cl,dl

在64-bit模式下，有16个通用寄存器，但是这16个寄存器是兼容32位模式的，

32位方式下寄存器名分别为eax,ebx,ecx,edx,edi,esi,ebp,esp,r8dr15d.

在64位模式下，他们被扩展为rax,rbx,rcx,rdx,rdi,rsi,rbp,rsp,r8r15.

其中r8r15这八个寄存器是64-bit模式下新加入的寄存器。

我们看到CPU在执行代码段中的指令，而这当中又伴随着内存的分配，于是在函数栈帧上就会有相应的变化。

intadd(inta,intb)

intc=4;

c=a+b;

returnc;

intmain()

inta=1;

intb=2;

intsum=3;

sum=add(a,b);

return0;

生成的汇编代码的方式

1、使用gcc+objdump

gcc-save-temps-fverbose-asm-g-obtestasm.c

objdump-S--disassemblebb.objdump

2、使用第三方网站来生成，进入/，选择语言为C，编译器为x86-64gcc12.2，粘贴进你的代码，就能看到汇编代码，如下

add:

pushrbp

movrbp,rsp

movDWORDPTR[rbp-20],edi

movDWORDPTR[rbp-24],esi

movDWORDPTR[rbp-4],4

movedx,DWORDPTR[rbp-20]

moveax,DWORDPTR[rbp-24]