c - 被调用函数在被调用后如何返回给调用者？

Question

我读到，当程序调用函数时，被调用函数必须知道如何返回给调用者。

我的问题是：被调用函数如何知道如何返回给它的调用者？是否有通过编译器在幕后工作的机制？

Answer 1

编译器遵循特定的“调用约定”，定义为您所针对的 ABI 的一部分。该调用约定将包括一种让系统知道要返回哪个地址的方法。调用约定通常利用硬件对过程调用的支持。例如，在 Intel 上，返回地址被压入堆栈：

...处理器将EIP寄存器的值（包含指令后CALL指令的偏移量）压入堆栈（稍后用作返回指令指针）。

从函数返回是通过以下ret指令完成的：

...处理器将返回指令指针（偏移量）从堆栈顶部弹出到EIP寄存器中，并在新指令指针处开始程序执行。

相比之下，在 ARM 上，返回地址放在链接寄存器中：

BLand指令将BLX下一条指令的地址复制到lr( r14，链接寄存器)。

返回通常通过执行movs pc, lr将地址从链接寄存器复制回程序计数器寄存器来完成。

参考：

1. 英特尔软件开发人员手册
2. ARM 信息中心

Answer 2

1. 编译器知道如何调用函数以及使用哪种调用约定。例如，在 C 中，函数的参数被压入堆栈。调用者负责清除堆栈，因此被调用函数不必删除参数。其他调用约定可以包括将参数推送到堆栈上，并且被调用的函数必须清理它。在这种情况下，生成的代码是这样的，该函数在返回之前纠正了堆栈。其他调用约定可能会在寄存器中传递参数，因此在这种情况下，被调用函数也不必小心。

2. CPU 具有调用子程序的机制。这会将当前执行地址存储在堆栈上，然后将处理转移到新地址。当函数完成时，它会执行一个 return 语句，该语句将获取调用者地址并在那里继续执行。

如果返回地址被破坏，因为堆栈没有正确清理uo，或者内存被覆盖，那么你会得到未定义的行为。当然，具体的实现细节取决于所使用的平台。

Answer 3

堆栈使这成为可能（尤其是在类似 Intel 的系统上）。假设我们有一个方法caller，其中包括一个int它保存在本地的方法。

当caller(调用target(该 int 时，必须保存。它与发出调用的地址一起放在堆栈上。target(可以执行其逻辑，创建自己的局部变量，并调用其他方法。它的局部变量将与调用的地址一起放入堆栈。

结束时target(，堆栈“展开”。target(包含的局部变量的堆栈顶部被删除。

当方法递归太远时，堆栈可能会变得太大，并且可能会发生“堆栈溢出”。

Answer 4

它需要被调用者和调用者之间的合作。

调用者同意将被调用者应该返回的地址提供给被调用者（通常通过将其压入堆栈或将其传递到寄存器中），并且被调用者同意在执行完成后返回该地址。