栈帧ebp,esp详解

原文链接： https://blog.csdn.net/u011822516/article/details/20001765

栈帧%ebp,%esp详解

 

分类专栏： 汇编

首先应该明白，栈是从高地址向低地址延伸的。每个函数的每次调用，都有它自己独立的一个栈帧，这个栈帧中维持着所需要的各种信息。寄存器ebp指向当前的栈帧的底部（高地址），寄存器esp指向当前的栈帧的顶部（地址地）。下图为典型的存取器安排，观察栈在其中的位置

入栈操作:push eax; 等价于 esp=esp-4,eax->[esp];如下图

出栈操作：pop eax; 等价于 [esp]->eax,esp=esp+4;如下图

我们来看下面这个C程序在执行过程中，栈的变化情况

void func(int m, int n) {

    int a, b;

    a = m;

    b = n;

}

main() {

...

    func(m, n);

L:  下一条语句

...
} 

在main调用func函数前，栈的情况，也就是说main的栈帧：

从低地址esp到高地址ebp的这块区域，就是当前main函数的栈帧。当main中调用func时，写成汇编大致是：

push m

push n; 两个参数压入栈

call func; 调用func，将返回地址填入栈，并跳转到func

当跳转到了func，来看看func的汇编大致的样子：

__func:

        push ebp; 这个很重要，因为现在到了一个新的函数，也就是说要有自己的栈帧了，那么，必须把上面的函数main的栈帧底部保存起                        ; 来，栈顶是不用保存的，因为上一个栈帧的顶部讲会是func的栈帧底部。（两栈帧相邻的）

        mov ebp, esp; 上一栈帧的顶部，就是这个栈帧的底部

        ;暂时先看现在的栈的情况

                 ;到这里，新的栈帧开始了

                 sub esp, 8   ;  int a, b 这里声明了两个int，所以esp减小8个字节来为a,b分配空间

                 mov dword ptr [esp+4], [ebp+12];   a=m

                 mov dword ptr [esp], [ebp+8]; b=n         

   这样，栈的情况变为：

                    ret 8     ;  返回，然后8是什么意思呢，就是参数占用的字节数，当返回后，esp-8，释放参数m,n的空间

由此可见，通过ebp，能够很容易定位到上面的参数。当从func函数返回时，首先esp移动到栈帧底部（即释放局部变量），然后把上一个函数的栈帧底部指针弹出到ebp,再弹出返回地址到cs:ip上，esp继续移动划过参数，这样，ebp,esp就回到了调用函数前的状态，即现在恢复了原来的main的栈帧

最近在看汇编码,经常在程序的开头看到ESP和EBP寄存器的出现,由于本人基础知识的不牢靠,便上网查阅相关的资料,可惜网上的资料都不给力,都只是流于形式,没有好好的解释这两个东西是什么.终于通过google国外的网站,得到一个相当不错的网页,上面解释的很清晰http://www.tenouk.com/Bufferoverflowc/Bufferoverflow2a.html 英文好的可以上去看看(我好像很喜欢这句话)

（1）ESP：栈指针寄存器(extended stack pointer)，其内存放着一个指针，该指针永远指向系统栈最上面一个栈帧的栈顶。
（2）EBP：基址指针寄存器(extended base pointer)，其内存放着一个指针，该指针永远指向系统栈最上面一个栈帧的底部。

在这里要注意由于在intel系统中栈是向下生长的(栈越扩大其值越小,堆恰好相反)

 

（1）ESP：栈指针寄存器(extended stack pointer)，其内存放着一个指针，该指针永远指向系统栈最上面一个栈帧的栈顶。
（2）EBP：基址指针寄存器(extended base pointer)，其内存放着一个指针，该指针永远指向系统栈最上面一个栈帧的底部。

根据上述的定义,在通常情况下ESP是可变的,随着栈的生产而逐渐变小,而ESB寄存器是固定的,只有当函数的调用后,发生入栈操作而改变。

在上述的定义中使用ESP来标记栈的底部，他随着栈的变化而变化

pop ebp;出栈 栈扩大4byte 因为ebp为32位

push ebp;出栈，栈减少4byte

 

add esp, 0Ch；表示栈减小12byte

sub esp, 0Ch；表示栈扩大12byte

而ebp寄存器的出现则是为了另一个目标，通过固定的地址与偏移量来寻找在栈参数与变量。而这个固定值者存放在ebp寄存器中，。但是这个值会在函数的调用过程发生改变。而在函数执行结束之后需要还原，因此，在函数的出栈入栈过程中进行保存。

下面根据汇编码来对上面的内容进行解释

 

 

现在利用VS2013的反汇编功能进行解释注意设置好断点

 

 

 

 

 

 

在上述的汇编码中我们可以看到在函数开始的时候，习惯上以这么两端代码开始

push     ebp  

mov     ebp,esp

按照字面上理解，上面两句话的意思是将ebp推入栈中，之后让ebp等于esp

为什么这么做呢？因为ebp作为一个用于寻址的固定值是有时间周期的。只有在某个函数执行过程中才是固定的，在函数调用与函数执行完毕后会发生改变。

在函数调用之前，将调用者的函数（caller）的ebp存入栈，以便于在执行完毕后恢复现场是还原ebp的值。下一步，foo必须为它的局部变量分配空间，同时，也必须为它可能用到的一些临时变量分配空间。

 sub esp, 0cch；减去的值根据程序而定

之后会根据情况看是否保存某些特定的寄存器（EBX，ESI和EDI）

之后ebp的值会保持固定。此后局部变量和临时存储都可以通过基准指针EBP加偏移量找到了

在函数执行完毕，控制流返回到调用者的函数（caller）之前会进行下述操作

  pop         edi

  pop         esi

  pop         ebx

  mov         esp,ebp   

  pop         ebp         

  Ret

所谓有始有终，这是会还原上面保存的寄存器值，之后还原esp的值（上一个函数调用之前的esp被保存在固定的ebp中）与ebp值。这一过程被称为还原现场之后通过ret返回上一个函数。