嵌入式软件C语言篇--函数栈帧的创建与销毁

1.栈帧创建1.1栈帧栈帧每调用一次函数就在栈区开辟一块独立内存区域用来存放返回地址旧栈基址局部变量临时数据栈整体向下生长高地址到低地址两个关键寄存器SP 栈指针永远指向当前栈顶FP/BP基址指针指向当前栈帧的起始位置栈帧底部用来索引 本函数局部变量1.2栈帧创建调用函数时一共4步底层靠push压栈修改SPFP硬件指令完成1.压入返回地址CPU执行函数跳转指令(ARM:bl),自动把调用完这个函数之后要回去执行的那条指令地址压入栈函数执行完靠这个地址回到原代码2.保存旧栈帧基址FP压栈旧FP把调用者函数的FP压栈保存记录上一层函数栈帧的边界3.更新FPSP让FP寄存器指向当前SP的位置FP成为新函数栈帧的起点后面所有局部变量都用FP做偏移来访问4.SP继续向低地址移动SP减小划出空间存放本函数的局部变量临时变量一句话理解移动SP开辟空间FP标记栈帧起点这片区域就是新函数的栈帧2.函数栈帧的销毁销毁不会清空内存数据只修改寄存器SPFP配合pop出栈1.恢复SP到FP的值SP直接赋值为当前FP一次性回收本函数局部变量占用的全部空间局部变量对应的内存不再属于当前栈帧2.出栈恢复上一层函数旧FP从栈里取出之前保存的旧FP还给FP寄存器FP回到调用者函数栈帧的边界3.出栈拿到返回地址跳转回去从栈顶取出预先压入的返回地址CPU跳回调用函数的地方继续运行❗❗栈帧销毁不会把内存里的数据清零只是SPFP不再指向这片内存原来局部变量的值还留在内存新函数调用开辟栈帧时会直接覆盖这块内存这就是为什莫返回局部变量指针拿到脏数据产生野指针三.完整流程串联mian 函数正在运行main的栈帧调用func()【栈帧创建】1.压栈保存返回地址回到mian的地址2.压栈保存main的FP3.FPSP,标记func的栈帧起点4.SP-N开辟空间放func局部变量执行func里面的代码【栈帧销毁return】1.SPFP,释放局部变量占用空间2.POP恢复main函数旧FP3.POP取出返回地址CPU跳回mian回到main 继续执行func栈帧作废4.高频易错坑1.❌栈帧销毁系统把局部变量内存清零✔只动SP/FP数据残留2.❌创建栈帧需要操作系统临时申请新内存✔线程启动时栈整块内存就分配好了栈帧只是在这片内存里移动SP划分空间3..❌FP基址指针指向栈顶✔FP标记当前栈帧的起始边界栈底用来访问局部变量4..栈帧是每一个函数调用单独一份递归调用就会连续创建多层栈帧递归太深SP不断下移栈空间耗尽栈溢出已完结