堆疊幀的創建與銷毀

什么是堆疊幀

C語言中，每個堆疊幀對應著一個未運行完的函式，堆疊幀中保存了該函式的回傳地址和區域變數，

首先應該明白，堆疊是從高地址向低地址延伸的，每個函式的每次呼叫，都有它自己獨立的一個堆疊幀，這個堆疊幀中維持著所需要的各種資訊，暫存器ebp指向當前的堆疊幀的底部（高地址），暫存器esp指向當前的堆疊幀的頂部（低地址），

注意：EBP指向當前位于系統堆疊最上邊一個堆疊幀的底部，而不是系統堆疊的底部，嚴格說來，“堆疊幀底部”和“堆疊底”是不同的概念;ESP所指的堆疊幀頂部和系統堆疊的頂部是同一個位置，

常用的暫存器有 eax,ebx,ecx,edx,esp,ebp;

上代碼

接下來我們用一段簡單的程式，來觀察堆疊幀的創建與銷毀，

#include<stdio.h>
int add(int x, int y)
{
	int c = 0;
	c = x + y;
	return c;
}
int main()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	int c = 10;
	c = add(a, b);
	printf("%d", c);
	return 0;
}

首先，當我除錯起來時，查看呼叫堆疊，當程式走到最后一行時，可以發現，main函式是被一個名為__tmainCRTStartup的函式呼叫的，而函式__tmainCRTStartup 又是被函式mainCRTStartup呼叫的

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前面講過ebp指向的是當前堆疊幀的底，esp指向當前堆疊幀的頂部，由于main是被函式__tmainCRTStartup呼叫的，所以在這里我們先畫出__tmainCRTStartup函式的堆疊幀，

接下來，重新除錯代碼，轉到反編譯我們可以看到

00241410  push        ebp  
00241411  mov         ebp,esp  
00241413  sub         esp,0E4h  
00241419  push        ebx  
0024141A  push        esi  
0024141B  push        edi  
0024141C  lea         edi,[ebp-0E4h]  
00241422  mov         ecx,39h  
00241427  mov         eax,0CCCCCCCCh  
0024142C  rep stos    dword ptr es:[edi]

00241410  push        ebp  //將ebp的值壓入堆疊中
00241411  mov         ebp,esp  //把esp的值賦值給ebp
00241413  sub         esp,0E4h  //將esp的值減去0E4h
//此時也就完成了對main函式空間的開辟（0E4h為開辟空間的大小）

空間開辟好了接下來就該對空間進行初始化了

00241419  push        ebx  //將ebx esi esi中的值壓入堆疊中
0024141A  push        esi  
0024141B  push        edi  
0024141C  lea         edi,[ebp-0E4h]  //下面的意思是，將為main函式開辟的空間初始化為0CCCCCCCCh
00241422  mov         ecx,39h  
00241427  mov         eax,0CCCCCCCCh  
0024142C  rep stos    dword ptr es:[edi]

通過查看記憶體我們可以看到，此時已經初始化完成，

為main函式中的變數開辟空間

	int a = 10;
0024142E  mov         dword ptr [ebp-8],0Ah  //將0Ah（a--10）放到ebp-8的地址處
	int b = 20;
00241435  mov         dword ptr [ebp-14h],14h  //將14h(b--20)放到ebp-14h的地址處
	int c = 0;
0024143C  mov         dword ptr [ebp-20h],0    //將0（c--0)放到ebp-20的地址處

在記憶體中可以看到

	c = add(a, b);
00241443  mov         eax,dword ptr [ebp-14h]  //將ebp-14h（b）處的值放到eax暫存器中
00241446  push        eax  //將eax的值壓入堆疊中
00241447  mov         ecx,dword ptr [ebp-8]  //將ebp-8（a）處的值放到暫存器ecx中
0024144A  push        ecx  //將ecx的值壓入堆疊中
0024144B  call        002410E6//呼叫此地址處的函式，并將下一條指令的地址入堆疊00241450
00241450  add         esp,8  

通過這幾行代碼我們可以看到，在呼叫函式之前引數已經傳了過去，在函式傳參時，是從右向左開始傳的，這里還充分證明了形參是實參的一份臨時拷貝，此時我們看下現在的堆疊，

進入函式

0024144B  call        002410E6//呼叫函式

當除錯箭頭指向這一行時，我們可以按f11進入到函式中，

//和前面一樣，為add函式開辟空間初始化
002413C0  push        ebp  //將ebp中的值壓入堆疊中
002413C1  mov         ebp,esp  //將esp的值賦值給ebp
002413C3  sub         esp,0CCh  //將esp減去occh
002413C9  push        ebx  //ebx的值壓入堆疊中
002413CA  push        esi  //esi的值壓入堆疊中
002413CB  push        edi  //edi的值壓入堆疊中
002413CC  lea         edi,[ebp-0CCh]  //初始化edp~（edp-occh）
002413D2  mov         ecx,33h  
002413D7  mov         eax,0CCCCCCCCh  
002413DC  rep stos    dword ptr es:[edi]

此時堆疊幀如下

進行函式運算

	int c = 0;
002413DE  mov         dword ptr [ebp-8],0  //將edp-8(c)出賦值為0
	c = x + y;
002413E5  mov         eax,dword ptr [ebp+8]  //將edp+8（x）處的值放到暫存器eax中
002413E8  add         eax,dword ptr [ebp+0Ch]  //將edp+0ch(y)處的值與暫存器eax中的值相加
002413EB  mov         dword ptr [ebp-8],eax  //將eax中的值賦值給ebp-8（c）
	return c;
002413EE  mov         eax,dword ptr [ebp-8]//將ebp-8位置處的資料放到暫存器eax中

堆疊幀的銷毀

002413F1  pop         edi  //彈出堆疊頂放到暫存器edi
002413F2  pop         esi  //彈出堆疊頂放到暫存器esi
002413F3  pop         ebx  //彈出堆疊頂放到暫存器ebx
002413F4  mov         esp,ebp  //拷貝ebp的值到esp
002413F6  pop         ebp  //彈出堆疊頂放到暫存器ebp
002413F7  ret  //相當于pop,會出堆疊一次，程式將跳轉到堆疊中地址的位置

函式add函式的堆疊幀被銷毀，程式跳轉到了函式呼叫前的下行處到此，函式堆疊幀的創建于銷毀就結束了，

后面的呼叫printf函式可以參考上面add函式的程序，在這將不再描述，

00241450  add         esp,8  //暫存器esp+8
00241453  mov         dword ptr [ebp-20h],eax  //將eax中的值賦值到ebp-20h地址處（變數c的地址處）
	printf("%d", c);
00241456  mov         esi,esp  
00241458  mov         eax,dword ptr [ebp-20h]  
0024145B  push        eax  
0024145C  push        245858h  
00241461  call        dword ptr ds:[00249114h]  
00241467  add         esp,8  
0024146A  cmp         esi,esp  
0024146C  call        0024113B  
	return 0;
00241471  xor         eax,eax  
}

以上全部代碼是在vs2013中進行的，不同的編譯器還是有些差異，但是思想都是一致的，建議使用vc6++,或者使用vs2013級以前的版本進行，

8
0024146A cmp esi,esp
0024146C call 0024113B
return 0;
00241471 xor eax,eax
}

以上全部代碼是在vs2013中進行的，不同的編譯器還是有些差異，但是思想都是一致的，建議使用vc6++,或者使用vs2013級以前的版本進行，