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Posted 2021-06-11 两片空白

栈帧详解

我们知道，栈帧又称 过程活动记录，主要用于记录函数调用过程中的一些 局部变量和中间数据。

下面，我们用一个简单的程序的汇编过程来分析程序在内存中的存储情况。

主函数的汇编过程：

首先，我们都知道每一个栈帧都有其自己的栈底指针ebp和栈顶指针esp。每一个函数的每一次运行都需要在栈区中开辟出一个栈帧，可是一个CPU中的栈帧不可能无限的增加，所以，当有新的栈帧出现时，原先的栈帧的ebp和esp就被新开辟的栈帧的esp和ebp所覆盖，当新栈帧释放后，指针又指向原来的栈底和栈顶。

当此程序在内存中运行时，首先进行main函数的运行。我们要知道，在main函数的汇编之前，栈区中已经存在一个ebp和esp。

我们分步剖析main函数的汇编过程：

Step 1：push ebp//此时的ebp是原先栈帧的栈底地址，将这个地址压栈，即保存原先栈帧的栈底地址。

Step 2：mov ebp，esp//mov，数据传送器，将esp的值传送给ebp，即将ebp指向当前的栈顶地址。

Step 3：sub esp，OD8H//sub，减法运算器，由于在栈帧中，存储地址由高地址向低地址变换，给esp减去一个值，意为esp下移。这个步骤为main函数开辟除了一个指定大小的栈帧区域。这一步进行完毕后，esp和ebp分别指向main函数的栈帧的栈顶和栈底地址。

main函数的栈帧开辟完毕后，程序向下进行

①int a=22；→mov dword ptr[a],16h

②int b=33；→mov dword ptr[b],21h

dword ptr[]：四字节指针，[ ]内存放一个数据的内存地址；通过四字节指针可以找到这个数据的值。

这两步操作是将a，b变量值放在变量的内存地址处。

要注意的是，在这一过程中，只是给a，b变量进行赋值操作，而没有将a，b变量压入fun函数的栈帧中，即没有完成函数的实例化。

下面，程序进行到fun（a，b）：

进行fun函数的函数调用：

①mov eax，dword ptr[b]//将四字节指针内所指的b变量的值放在eax数据寄存器中

②push eax//将eax中的数据压栈，即将数据b的值压栈

③mov ecx，dword ptr[a]//将四字节指针内所指的a变量的值放在ecx数据寄存器中

④push ecx//将ecx中的数据压栈，即将数据a的值压栈

至此，两个局部变量a和b已经全部被压入栈中，完成了函数的实例化操作。

由此可以看出，函数的实例化是从右向左进行的。先进行b的实例化，再进行a的实例化。

⑤call fun（OA711DBh）

    call指令的作用：⑴保存当前指令的下一条指令的地址，压栈⑵jmp，跳转到对应函数的入口，执行子程序

    该步作用：⑴将main：retaddr 压栈，即保存当前之灵的下一条指令的地址，方便函数结束后程序的继续运行

                      ⑵jmp 跳转到fun函数的入口，执行fun函数内的指令

⑥add esp，8//加法处理器，将esp指针上移8个字节（两个变量的大小），即释放变量a，b的存储区域。

进行到这一步后，指令跳转到fun函数内部，开始进行fun函数栈帧的建立

①push ebp//将main函数的栈底地址压栈，保存

②mov ebp，esp//此时ebp和esp都指向main函数的栈顶

③sub esp，OCCh//将esp下移一定单位，开辟出fun函数的栈帧，此时ebp和esp分别指向fun函数的栈底和栈顶

至此，fun函数的栈帧创立完毕

④mov eax，dword ptr[c]//函数执行完毕后，将四字节指针内变量c的值寄存在eax数据寄存器中

至此，fun函数的功能已经使用完毕，系统要进行fun函数栈帧的释放

①mov esp，ebp//将当前栈底的值赋给栈顶，即此时esp和edp都指向fun函数的栈底，即main函数的栈顶

②pop ebp//将栈顶内容弹出，赋给ebp。由于此时esp指向的是卖弄函数的栈顶，其内保存着main函数的ebp，所以此时ebp重新指向main函数的栈底。

                   另外值得注意的是，由于栈顶esp内容被弹出，esp无所值，所以esp指针上移一个单位，指向main：retaddr，即当时指令的下一条指令，即main的栈顶。

③ret //ret指令是一个集合指令，能够保证main函数的继续执行：

           ⑴pop pc//将当前栈顶弹出，赋给pc，即将main：retaddr的值赋给pc指针

           ⑵跳转到pc指针存放的指令处，执行该指令。由此，main函数在fun函数结束后能够继续执行。

当main函数中所有指令都执行结束后，进行main函数栈帧的释放