被调用的函数在调用后如何返回给调用者？

Question

我读到当程序调用一个函数时，被调用的函数必须知道如何返回给它的调用者。

我的问题是：被调用的函数如何知道如何返回给它的调用者？在编译器后面是否有机制在起作用?

- haccks

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你应该阅读这个链接：调用栈结构。这是一个非常好的答案：第11章--过程。如果你喜欢视频，那么你会喜欢这里的所有视频，包括：黑客组装入门（第11部分）函数堆栈。 - Grijesh Chauhan

Answer 1

编译器遵循特定的“调用约定”，作为目标ABI的一部分进行定义。该调用约定将包括一种系统知道要返回的地址的方法。通常，调用约定利用硬件对过程调用的支持。例如，在Intel上，返回地址被推入堆栈中：

...处理器将EIP寄存器的值（其中包含CALL指令后面的指令的偏移量）推送到堆栈上（稍后用作返回指令指针）。

通过ret指令从函数返回：

... 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，并开始在新的指令指针处执行程序。

相比之下，在ARM上，返回地址放在链接寄存器中：

BL和BLX指令将下一条指令的地址复制到lr寄存器（链接寄存器，也就是r14）中。

常见的返回操作是执行movs pc, lr指令，将链接寄存器中的地址复制回程序计数器寄存器。

参考资料：

1. Intel软件开发人员手册
2. ARM信息中心

- Carl Norum

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语言中，函数的参数被推到堆栈上。调用者负责清除堆栈，因此被调用的函数不必删除参数。其他调用约定可能包括将参数推到堆栈上，而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，即函数在返回之前会修正堆栈。其他调用约定可能会将参数传递给寄存器，因此在这种情况下，被调用的函数也不必处理。

2. CPU有一种机制可以调用子程序。这将在堆栈上存储当前执行地址，然后将处理转移到新地址。当函数完成时，它执行一个返回语句，该语句将获取调用者地址并在那里恢复执行。

如果由于堆栈未正确清除或内存被覆盖而破坏了返回地址，则会出现未定义行为。当然，具体的实现细节取决于所使用的平台。

- Devolus

Answer 3

这是由堆栈实现的（特别是在类似英特尔的系统上）。假设我们有一个包含 int 的本地变量的方法 caller 。

当 caller（调用 target（时，该int必须被保存。它与调用地址一起放置在堆栈上。 target（可以执行其逻辑，创建其自己的局部变量并调用其他方法。其局部变量将与调用地址一起放置在堆栈上。

当 target（结束时，堆栈会“展开”。包含 target（的局部变量的堆栈顶部将被移除。

当方法递归太深时，堆栈可能会增长过大，从而可能发生“堆栈溢出”。

- nanofarad

Answer 4

这需要调用方和被调用方之间的合作。

调用方同意将被调用方应该返回的地址提供给被调用方（通常通过将其推送到堆栈上或通过寄存器传递），而被调用方同意在执行完成后返回到该地址。

- user541686