函数调用栈

我们在编程中写的函数，会被编译器编译为机器指令，写入可执行文件，程序执行的时候，会把这个可执行文件加载到内存，在虚拟地址空间中的代码段存放。

如果在一个函数中调用另一个函数，编译器就会对应生成一条call指令，当程序执行到这条call指令时，就会跳到对应的函数入口处开始执行，而每一个函数的最后，都有一条ret指令，负责在函数结束后跳回到调用处继续执行。

栈区

函数执行的时候需要有足够的内存空间来存放局部变量，参数，返回值等数据，这些数据存在上图中的栈中。

栈先入后出，先入栈的在底部。

虚拟地址空间的栈区，上面是高地址，下面是低地址，栈底通常称为栈基，栈顶又叫栈指针。

具体的栈帧布局是：

通过栈指针加上偏移来定位到每个参数和返回值。

比如栈指针+8字节处，就是栈指针的上一格，通过这种方式来进行偏移。

当在A函数中调用B函数时，会在A函数中插入一条call指令，当执行到call指令的时候，会去B函数开始处运行。那么call指令做的事情就是：

程序执行时，CPU通过特定的寄存器来存运行时的栈基和栈指针，也有指令指针寄存器用来存储下一条要执行的指令地址。

执行指令的过程有两种，第一种是逐步扩张：

Go语言中的是第二种——一次性分配，它会直接将栈指针移动到所需最大栈空间的位置，然后通过右边这种相对寻址的方式，来把对应的值入栈。

Go语言选择使用一次性分配的策略是有原因的，拿下图来讲，下面三个goroutine，初始分配的栈空间只有那么大，如果要逐步扩张的话，如果g2执行到最后了，但是接下来要执行的函数又要用掉很多的空间，如果函数栈是逐步扩张的，执行时就可能会发生栈访问越界。

函数栈帧的大小可以在编译时期确定，对于栈消耗大的函数，Go编译器会在函数头部插入检测代码，如果发现需要进行栈增长，则会另外分配一段足够大的空间，然后把原来的内容移过来，并释放原来的空间。

首先我们可以看到，下面是栈区和代码段。

当代码段执行到对应的指令时，就会给栈中添加对应的元素，最终再把栈全部出栈。

假如说，我们是在函数A中的a1处调用函数B（函数B开始位置为b1）。

首先，在最开始的时候，寄存器在栈中的情况是这样的：

ip寄存器中存的是下一条要运行的指令，那么当我们的代码段运行到a1的call指令时，会做两件事：

首先会入栈返回地址a2，然后栈指针sp向下一格，然后给ip寄存器b1的指令地址，接下来要去B函数的开始处运行。call指令就结束了。

接下来就要运行四步函数都要做的事：

在函数B运行到最后——ret指令之前，编译器还会插入两条指令：

恢复调用者栈基。最开始我们分配了多少空间，此时就释放多少空间，修改bp寄存器为之前入栈的s1，bp继续指向s1处。
然后就到ret指令了，它首先会弹出call指令压栈的返回地址a2，sp赋值为s3。然后跳转到这个返回地址a2，把ip寄存器赋值为a2。接下来可以从a2这里继续执行了。

简单来说，call指令会分配栈帧，ret指令又会释放栈帧，恢复到call之前的样子。通过这些指令的配合，就能实现函数的层层嵌套了。