学习笔记：栈帧

栈帧（stack frame）是这样一种低级概念。栈帧是在程序的运行时时栈中分配的内存块，专门用于特定的函数调用。程序员通常会将可执行语句分组，划分成叫做函数（也称过程、子例程或方法）的单元。有时候，这样做是按照所使用的语言的的要求。多数情况下，以这些函数单元为基础构建程序是一种良好的编程实践。
如果一个函数并未执行，通常它并不需要内存。但是，但函数被调用时，它就可能因为某种原因需要用到内存。这源于几个方面的原因。
其一，函数的调用方可能希望以参数的方式向该函数传递信息，这些参数需要存储在某个地方，以方便函数查找它们。
其二，在执行任务的过程中，函数可能需要临时放入存储空间。程序员通常会通过声明局部变量来分配这类临时空间，这些变量将在函数执行过程中使用，但一旦完成函数调用，就无法再访问。
编译器利用栈帧（也叫激活记录）对函数参数和局部变量进行分配和释放（整个过程对程序员透明）。将在控制权转交给函数之前，编译器会插入代码，将函数参数放入栈帧内，并分配足够的内存，以保存函数的局部变量。鉴于栈帧的结构，该函数的返回地址也存储子啊新的栈帧内。使用栈帧使得递归成为可能，因为每个递归函数调用都有他自己的栈帧，这恰好将当前调用与前一次调用分隔开来。下面是调用一个函数时的详细操作步骤。
（1）调用方将被调用函数所需的任何参数放入到该函数所采用的的调用约定指定的位置。如果参数被放到运行时栈上，该操作可能导致程序的栈指针发生改变。
（2）调用方将控制权转交给被调用的函数，这个过程由x86CALL或MIPS JAL等指令执行。然后，返回地址被保存到程序栈或CPU寄存器中。
（3）如有必要，被调用的函数会配置一个栈指针，并保存调用方希望保持不变的任何寄存器值。
（4）被调用的函数为它可能需要的任何局部变量分配内存空间。一般，通过调整程序栈指针在运行时上保留空间来完成这一任务。
（5）被调用的函数执行其操作，可能生成一个结果。在执行操作的过程中，被调用的函数可能会访问调用函数传递给它的参数。如果函数返回一个结果，此结果通常被放置到一个特定的寄存器中，或者放置到函数返回后调用方可立即访问的寄存器中。
（6）一旦函数完成其操作，任何为局部变量保存的栈空间即被释放。通常，逆向执行第（4）步中的操作，即可完成这个任务。
（7）如果某个寄存器的值还为调用方保存（第（3）步）着，那么将其恢复到原始值。这包括恢复调用方的栈指针寄存器。