用例子堆叠相关问题

Question

我对调用函数时堆栈外观有一些疑问，我有一些小例子可以帮助解释我的困惑：
1)
假设我们有这两个函数

int h(int k){
   k = k+3;
   return k;


int f(int x, int y){ 
   int q; 
   int z = 10; //Checkpoint_1
   q = h(x); // Checkpoint_2
   return z;

第一个问题：
当我们到达Checkpoint_1行后堆栈会是什么样子，堆栈会不会有所有的本地变量（x，y，q，z）？他们在堆栈中看起来如何？

第二个问题：
当我们到达 checkpoint_2 并进入函数 h(x) 并将 x+3 放入 q 后，堆栈会是什么样子，在堆栈帧中 q 会变为 x+3 吗？或者它会保持相同的 q（以 x+3 作为值）？

第三题：
这两个函数将使用哪些寄存器？我知道有一个寄存器将具有堆栈中每个帧中每个函数的 return 值（我认为它称为 %eax），但我的困惑是，假设在函数 h(int k) 中，将%eax 的值为 k 或 k+3，或者说在函数 f(int x, int y) 中 %eax 的值为 z 或 10。

非常感谢有关我的问题的任何帮助和提示。

Answer 1

首先我要说编译器可以自由地以某种能力做任何它想做的事——但所有现代编译器都会非常相似地做这件事。我还假设我们正在谈论 x86-64，利用 linux 上常见的 cdecl 标准。 32位不一样，Windows.

不一样

现代编译器通常在函数调用开始时为堆栈变量分配所有 space，而不考虑作用域。通常这只需减少 rsp 中的值即可。堆栈向下增长，这意味着减少值与增长堆栈相同，因此是分配。在这种情况下，您在堆栈上初始化了两个 4 字节值，因此堆栈上将分配 8 个字节。 x 和 y 这两个变量在 64 位上将分别存储在 %rdi 和 %rsi 中。（在 32 位上，它们存储在堆栈的 return 地址之上。）

调用h(x)后，是的，q在内存中的值会变为(x+3)。

编译器将使用它喜欢使用的任何寄存器。在这种情况下，实际上很可能 所有内容 都在寄存器中，并且除了 h 的 return 地址外根本不使用堆栈。当函数 h returns 时，k 的值（现在是 k+3）将存储在 %eax 和 returned 中。当函数freturns时，z中的值会存储在%eax和returned中。寄存器没有变量名的概念（如 z），它们只有值。编译器有责任通过将该寄存器与 z 的概念相关联来赋予这些值意义。

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