剖析函数栈帧的创建与销毁，斯高一版本！！

你的名字 2023-10-12 19:32 32阅读 0赞

### 剖析函数栈帧的创建与销毁，斯高一版本！！ ###

*  寄存器
 *   *  寄存器有哪些
     *  寄存器分别有什么作用
     *  简单的汇编指令
 *  上实操！
 *   *  代码
     *  函数栈帧讲解
     *   *  main函数的函数栈帧创建
         *  调用函数的函数栈帧创建过程
         *   *  函数变量
             *  Add函数函数栈帧的创建
             *  函数返回值
         *  函数栈帧销毁

# 寄存器 #

## 寄存器有哪些 ##

32位寄存器有16个，分别是：

4个数据寄存器（EAX、EBX、ECX、EDX）。

2个变址和指针寄存器（ESI和EDI）；2个指针寄存器（ESP和EBP）。

6个段寄存器（ES、CS、SS、DS、FS、GS）。

1个指令指针寄存器（EIP）；1个标志寄存器（EFlags）。

## 寄存器分别有什么作用 ##

![在这里插入图片描述][a1503d444b674d88b04b7013827b187c.png]

## 简单的汇编指令 ##

![在这里插入图片描述][e97fd339a4844e1a8782968a5cb55971.png]  
ebp、esp这两个寄存器中存放的是地址，这两个地址是用来维护函数栈帧的。每一个函数调用，（相当于领域展开）都要在栈区创建一个空间。（我的记忆方法是sb表示高低顺序（手动狗头））  
![在这里插入图片描述][03e6297a74c24705b3bbb567e988863a.png]

# 上实操！ #

## 代码 ##

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
    
    #include <stdio.h>
    int Add(int x, int y)
    {
        
    	int z = 0;
    	z = x + y;
    	return z;
    }
    
    int main()
    {
        
    	int a = 10;
    	int b = 20;
    	int c = 0;
    	c = Add(a, b);
    	printf("%d\n", c);
    
    	return 0;
    }

## 函数栈帧讲解 ##

### main函数的函数栈帧创建 ###

首先打破大家一个固有观点，main函数也是被其他函数调用的，具体如下图（call就是调用）  
![在这里插入图片描述][3a1e3824398e47218f09885e0444c009.png]  
在创建main函数函数栈帧前esp和ebp是维护tmianCRTStartup函数的。  
（下图是没有创建main函数前的esp和ebp位置）  
![在这里插入图片描述][5b509e0f999f4355b97afe644b0f1e5f.png]

首先是push ebp将ebp指针存放地址进行压栈操作，esp向上移动指向ebp压栈，就是下图蓝色小矩形，（每一次pushy，esp都会向上移动）是将tmianCRTStartup函数的栈底指针存放起来，便于销毁时能够找寻（销毁时会讲具体原理），然后是mov ebp，esp，意思是将esp的地址赋值给ebp，然后是sub esp，0E4h，意思是将esp减去一个16进制的数0E4h，esp往上移（往低地址移），这个16进制的数可以看成是main函数函数栈帧的大小。  
![在这里插入图片描述][823a7a9996d242bbbdb500c46d0be9f0.png]  
一顿操作后就是这个样子  
![在这里插入图片描述][aea318d42ceb466fb15fca8eec75eeb1.png]  
接下来push三连击，每压一次压栈，esp都会向上移动，然后是lea edi,\[edp-24h\]指令，意思是将地址edp-24加载到edi中去。  
![在这里插入图片描述][7ab46f4dd8404afab0dfa7811c0dc3e8.png]  
接下来意思是将edi以下的9个空间的值都赋为0CCCCCCCCh（这里就解释了当你不初始化变量时为什么是随机值）  
![在这里插入图片描述][7e3c933592cb4dd1a0f5784f54fb089c.png]  
一顿操作后就是下面这个样子  
![在这里插入图片描述][8f22ab3f198443c6ba859076be2c1b14.png]

### 调用函数的函数栈帧创建过程 ###

#### 函数变量 ####

![在这里插入图片描述][ef51a4dac00d4836ae831b217e6abaa3.png]  
mov三连击，分别将0Ah、14h和0的值放到\[ebp-8\]、\[ebp-14h\]和\[ebp-20h\]三个地址内也就是给这三个变量盖房子。  
![在这里插入图片描述][945622d9b61442879928e1a74c0a693e.png]

#### Add函数函数栈帧的创建 ####

这里讲解的就是函数的传参问题，也就是解释了为什么传int这种变量时无法对实参的值进行修改，先打个预防针（形参是实参的临时拷贝）；  
在创建Add函数的函数栈帧前进行传参操作  
mov eax,dword ptr \[ebp-14h\]  
push eax  
mov ecx,dword ptr \[ebp-8\]  
push ecx  
这几条指令的意思就是将\[ebp-14h\]和\[ebp-8\]中存放的值分别赋给eax和ecx，并它们压在栈顶。(这里有一个小细节就是先传b，再传a)；  
传参之后就是在原图加上上面的ecx eax  
![在这里插入图片描述][566dbdfd153b484d8cb73aa0f15786e5.png]  
在进入函数前我们压入函数调用完执行的下一条代码的地址，以便进入函数内部后再出来后能够找到所需要执行的下一条代码  
![在这里插入图片描述][d4e2aa628ae74dd7afebcbce18de2098.png]  
接下来进入函数内部和main函数的函数栈帧创建一样，大家自行理解，如果有不懂得可以评论区留言或者是私信我’  
![在这里插入图片描述][7f969e853c7042259eeb29b11434ddc5.png]  
一顿操作下面就是add的函数栈帧

![在这里插入图片描述][9a1016e1e26c4b409e3e0eb60deef8b6.png]  
接下来执行Add函数内部的代码

#### 函数返回值 ####

![在这里插入图片描述][c3e812582ff2482daff02be1c64f3dad.png]  
将0存放到\[ebp-8\]的空间中去，然后将\[ebp+8\]存放的值（a=10）赋给eax，再然后给eax加上\[ebp+0Ch\]存放的值（b=20），此时eax的值为30，再将eax的值存放到\[ebp-8\]的空间中去，而\[ebp-8\]这个地址存放的就是z。最后执行return z语句，相应的汇编代码就是mov eax,dword ptr \[ebp-8\]，将\[ebp-8\]存放的值赋给eax，现在eax的值就是30了。**重点（eax就是存放函数返回值的寄存器）**

### 函数栈帧销毁 ###

Add函数执行完毕后就开始销毁  
![在这里插入图片描述][b2766d075bc04b9d8e7f1200b8eb5598.png]  
pop三连击，将edi，esi，ebx弹出栈，然后mov esp，ebp意思是将ebp指针赋值给esp，然后弹出ebp，这里ebp就回到了main函数的栈底，  
![在这里插入图片描述][f6d3ac7916824906ad5c3a0aa8ef4d52.png]

然后执行ret返回到call执行的下一条语句  
回来之后，给esp加上8，那么esp就向下移，此时形参x和y的空间也销毁了。接下来的指令是，将eax的值放到\[ebp-20h\]的空间中去，而\[ebp-20\]这个空间存放的就是变量c，相当于将eax的值赋给c，那么Add函数的返回值就成功地带回来了。最后就是将c的值打印在屏幕上了。  
![在这里插入图片描述][4e1d089b5dd64f839fc6adcf54243949.png]  
然后就是main函数的销毁，大家也是自行理解，我就不做赘述了  
最后总结几个问题

> **1.局部变量是如何创建的？**  
> 当main函数的函数栈帧创建好之后，然后在函数栈帧中给局部变量开辟一个空间。  
> **2.为什么局部变量的值是随机值？**  
> 因为编译器会给函数栈帧里的空间放入随机值，而局部变量也是在函数栈帧中开辟空间的，所以局部变量的值是随机值。  
> **3.函数是如何传参的？传参的顺序是怎么样的？**  
> 将b和a的值分别存在寄存器eax、ecx，然后把eax和ecx压在栈顶。再通过地址找到eax和ecx，也就是形参，将形参加起来，就这样完成了函数的传参。传参的顺序是从右往左传。  
> **4.形参和实参是什么什么关系？**  
> 形参和实参的值是相同的，空间上是独立的，形参只是实参的一份临时拷贝，对形参的修改不会影响实参。  
> **5.函数调用是怎么做的呢？**  
> 通过esp和ebp的移动来为调用的函数开辟函数栈帧，然后再将执行函数里的代码。  
> **6.函数调用结束后是怎么返回的？**  
> 在调用函数之前，就把call指令的下一条指令的地址压在栈顶了，再将main函数的ebp也进行压栈。调用完函数之后，pop main函数的ebp，ebp就会重新指向main函数的栈底。然后通过call指令的下一条指令的地址找回到call的下一条指令，继续往后执行，至此被调用函数的函数栈帧就被销毁了，通过函数的返回值也通过寄存器eax带回来了。

ok今天的分享到这里就结束了，希望大家三连一波狠狠的支持博主一下！！！感谢

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