C语言堆栈帧介绍

Posted 2021-11-22 从善若水

C语言堆栈帧介绍【32bit Windows】

文章目录

• C语言堆栈帧介绍【32bit Windows】
• • 什么是堆栈帧？
  • 堆栈帧的创建方法🐱‍👤【32bit Windows】

本人就职于国际知名终端厂商，负责modem芯片研发。
在5G早期负责终端数据业务层、核心网相关的开发工作，目前牵头6G算力网络技术标准研究。


博客内容主要围绕：
       5G协议讲解
       算力网络讲解（云计算，边缘计算，端计算）
       高级C语言讲解
       Rust语言讲解

什么是堆栈帧？

       堆栈帧（stack frame）是一块堆栈保留区域，用于存放被传递的实际参数，子程序的返回值、局部变量以及被保存的寄存器。

堆栈帧的创建方法🐱‍👤【32bit Windows】

       （1）被传递的实际参数。如果有，则压入堆栈；
       （2）当子程序被调用时，使该子程序的返回值压入堆栈。如果使用寄存器保存返回值，则跳过此步；
       （3）子过程返回地址入栈；
       （4）子程序开始执行时，EBP被压入堆栈；
       （5）设置EBP等于ESP。从现在开始，EBP就变成了该子程序所有参数的引用基址；
       （6）如果有局部变量，修改ESP以便在堆栈中为这些变量预留空间；
       （7）如果需要保存寄存器，则将它们入栈；

我们来看一段code👇

#include<stdio.h>

int print_string(const char * str)
{
	/* EBP被压入堆栈，对应上述步骤（4） */
	//00FE18A0  push        ebp  

	/* 设置EBP等于ESP，对应上述步骤（5） */
	//00FE18A1  mov         ebp,esp  

	/* 虽然我们没有局部变量，但是编译器还是预留了空间，对应上述步骤（6） */
	//00FE18A3  sub         esp,0C0h  

	/* 保存寄存器，对应上述步骤（7） */
	//00FE18A9  push        ebx  
	//00FE18AA  push        esi  
	//00FE18AB  push        edi  
 
    printf("%s\\n", str);
    /* 将printf函数的入参压入堆栈 */
	//00FE18C1  mov         eax,dword ptr [str]  
	//00FE18C4  push        eax  
	//00FE18C5  push        offset string "%s\\n" (0FE7B30h)  
	//00FE18CA  call        _printf (0FE10CDh)  
	//00FE18CF  add         esp,8  
    
    return 1;
	/* 使用寄存器存储返回值 */
	//00FE18D2  mov         eax,1  
}

int main()
{
    char* str = "Hello World";
    /* 将"Hello World"的地址存在str变量中 */
	//00FE1865  mov         dword ptr [str],offset string "Hello World" (0FE7B34h)  
    print_string(str);
    /* 将str 中的值存在eax寄存器中 */
	//00FE186C  mov         eax,dword ptr [str]  
	
	/* eax压栈，对应上述步骤（1） */
	//00FE186F  push        eax 
	
	/* 这里我们使用寄存器存储返回值，所以没有步骤（2） */
	/* call指令会自动将返回地址压栈，对应上述步骤（3） */
	//00FE1870  call        _print_string (0FE13B1h)
	
	/* 清空 print_string函数的入参空间 */  
	//00FE1875  add         esp,4  

    return 0;
	//00FE1878  xor         eax,eax  
}

我们再通过一张图来解释一下：

//我们的汇编code如下
print_string PROC
	push ebp        // 保存基址寄存器
	mov ebp,esp     // 堆栈帧基址
	push ecx
	push edx        // 保存寄存器
	mov eac,[ebx+8] // 取堆栈参数
	.
	.
	pop edx         // 恢复被保存的寄存器
	pop ecx
	pop ebp         // 恢复基址指针
	ret             // 清除堆栈
print_string ENDP

函数print_string() 对应的堆栈帧如下图👇

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