函数调用栈比较有意思

函数调用栈比较有意思

作者：liigo

原文链接：http://blog.csdn.net/liigo/archive/2006/12/23/1456938.aspx

转载请注明出处：http://blog.csdn.net/liigo

 

昨天和海洋一块研究了下函数调用栈，顺便写两句。不足或错误之处请包涵！

理解调用栈最重要的两点是：栈的结构，EBP寄存器的作用。

首先要认识到这样两个事实：

1、一个函数调用动作可分解为：零到多个PUSH指令（用于参数入栈），一个CALL指令。CALL指令内部其实还暗含了一个将返回地址（即CALL指令下一条指令的地址）压栈的动作。

2、几乎所有本地编译器都会在每个函数体之前插入类似如下指令：PUSH EBP; MOV EBP ESP;

即，在程序执行到一个函数的真正函数体时，已经有以下数据顺序入栈：参数，返回地址，EBP。
由此得到类似如下的栈结构（参数入栈顺序跟调用方式有关，这里以C语言默认的CDECL为例）：

+| (栈底方向，高位地址) |
 | .................... |
 | .................... |
 | 参数3                |
 | 参数2                |
 | 参数1                |
 | 返回地址             |
-| 上一层[EBP]          | <-------- [EBP]

“PUSH EBP”“MOV EBP ESP”这两条指令实在大有深意：首先将EBP入栈，然后将栈顶指针ESP赋值给EBP。“MOV EBP ESP”这条指令表面上看是用ESP把EBP原来的值覆盖了，其实不然——因为给EBP赋值之前，原EBP值已经被压栈（位于栈顶），而新的EBP又恰恰指向栈顶。

此时EBP寄存器就已经处于一个非常重要的地位，该寄存器中存储着栈中的一个地址（原EBP入栈后的栈顶），从该地址为基准，向上（栈底方向）能获取返回地址、参数值，向下（栈顶方向）能获取函数局部变量值，而该地址处又存储着上一层函数调用时的EBP值！

一般而言，ss:[ebp+4]处为返回地址，ss:[ebp+8]处为第一个参数值（最后一个入栈的参数值，此处假设其占用4字节内存），ss:[ebp-4]处为第一个局部变量，ss:[ebp]处为上一层EBP值。

由于EBP中的地址处总是“上一层函数调用时的EBP值”，而在每一层函数调用中，都能通过当时的EBP值“向上（栈底方向）能获取返回地址、参数值，向下（栈顶方向）能获取函数局部变量值”。
如此形成递归，直至到达栈底。这就是函数调用栈。

编译器对EBP的使用实在太精妙了。

从当前EBP出发，逐层向上找到所有的EBP是非常容易的：

unsigned int _ebp;
__asm _ebp, ebp;
while (not stack bottom)
{
    //...
    _ebp = *(unsigned int*)_ebp;
}

如果要写一个简单的调试器的话，注意需在被调试进程（而非当前进程——调试器进程）中读取内存数据。