函数栈帧的创建与销毁

浅谈函数调用过程中,栈帧的创建与销毁:
以下是我以VS2010为编译器,查看的栈帧创建与销毁。

寄存器:
EBP:栈底寄存器,存放了指向函数栈帧栈底的地址
ESP:栈顶寄存器,存放了指向函数栈帧栈顶的地址
EIP:指令寄存器(程序计算器),存放CPU将要执行的指令

几个简单汇编命令:
call:1.默认将当前正在执行指令的下一条指令的地址压入栈中
—— 2.栈直接跳转至目标函数的地址,开始过程调用
ret : 返回过程调用,将出栈的内容当做地址,将程序执行跳转到该地址

编译器中的源码如下

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int add(int x,int y)
{
    int d = 0;
    d = x + y;
    return d;
}
int main()
{
    int a = 1;
    int b = 2;
    int c = 0;
    c = add(a,b);
    printf("%d\n",c);
    system("pause");
    return 0;
}

通过调试,查看调用栈堆窗口,我们可以看到mian函数也是被其他函数其他调用的,也生成了栈帧,同时函数的调用过程中,形参的实例化,会形成临时变量。这里我们不使用mian函数的栈帧来分析创建和销毁。

这里写图片描述

这里写图片描述

通过call汇编命令,把地址 002C1429 压入栈中,通过EIP指令寄存器,我们来到了add函数的汇编代码区:
这里我们使用add函数来分析我们的函数栈帧的创建和销毁:

int add(int x,int y)
{
002C13A0  push        ebp                          //把mian的栈底压到栈
002C13A1  mov         ebp,esp                      //esp和ebp都指向栈顶
002C13A3  sub         esp,0CCh                     //esp-0CCH,新生成了一个栈
002C13A9  push        ebx    
002C13AA  push        esi  
002C13AB  push        edi  
002C13AC  lea         edi,[ebp-0CCh]  
002C13B2  mov         ecx,33h  
002C13B7  mov         eax,0CCCCCCCCh  
002C13BC  rep stos    dword ptr es:[edi]  
    int d = 0;
002C13BE  mov         dword ptr [d],0  
    d = x + y;
002C13C5  mov         eax,dword ptr [x]  
002C13C8  add         eax,dword ptr [y]  
002C13CB  mov         dword ptr [d],eax               //x+y放到eax寄存器中
    return d;
002C13CE  mov         eax,dword ptr [d]  
}
002C13D1  pop         edi  
002C13D2  pop         esi  
002C13D3  pop         ebx  
002C13D4  mov         esp,ebp                    
002C13D6  pop         ebp  
002C13D7  ret                               //将函数的返回地址弹入EIP当中(返回到地址:002C1429)

这里写图片描述

这里写图片描述

002C1424  call        @ILT+220(_add) (2C10E1h)  
002C1429  add         esp,8  
002C142C  mov         dword ptr [c],eax  
    printf("%d\n",c);
002C142F  mov         esi,esp  
002C1431  mov         eax,dword ptr [c]  
002C1434  push        eax  
002C1435  push        offset string "%d\n" (2C5744h)  
002C143A  call        dword ptr [__imp__printf (2C82B4h)]  
002C1440  add         esp,8                                    //esp+8 释放了栈顶的b和a 
002C1443  cmp         esi,esp  

这里写图片描述

这样就完成了add函数的栈帧的创建和销毁,希望对大家对函数的调用和学习有所帮助!

<think>嗯,用户这次想了解函数创建销毁中的pop操作原理和作用。从用户提问看,ta应该已经对函数有基础认知,现在聚焦在具体操作细节上。 注意到用户引用了四篇关于函数的资料,其中引用[2]提到编译器差异问题,引用[4]有具体汇编代码示例。这些材料显示用户可能正在学习底层机制,或是遇到调试问题。考虑到操作是函数调用的核心,需要重点解释pop在上下文切换中的作用。 用户用词很专业("原理及作用"),提问指向性明确,应该是计算机相关专业学生或开发者。ta没要求代码示例但引用了带汇编的文献,所以回复需要包含x86指令实例,同避免过于学术化。 关键点要覆盖: 1 pop在销毁的触发机(函数返回前) 2 操作对象(保存的ebp/eip等) 3 call/ret指令的联动 4 不同架构差异(顺带提一句ARM避免混淆) 平衡概念必须强调,这是理解pop作用的核心 引用[4]的mov ebp-8 eax正好能作为返回值传递案例,可以融入解释。最后考虑设计相关问题侧重实践场景,比如溢出检测或调试器观察技巧,这样能衔接用户可能的后续需求。 </think> ### 函数创建销毁中的`pop`操作原理及作用 #### 一、`pop`操作的基本原理 在函数销毁阶段,`pop`指令用于**释放空间并恢复寄存器上下文**。其本质是: 1. **操作流程**: ```assembly pop reg ; 等效于: mov reg, [esp] ; 将数据存入寄存器 add esp, 4 ; 指针上移4字节(32位系统) ``` 2. **核心作用**: - 恢复调用者的基址(`ebp`) - 获取函数返回地址(`eip`) - 回收局部变量空间 #### 二、销毁的关键`pop`步骤 以x86架构为例(引用[2][4]): 1. **恢复调用者**: ```assembly mov esp, ebp ; 让esp指向当前底部 pop ebp ; 弹出保存的原ebp值,恢复调用者基址 ``` - 此`esp`自动指向中保存的**返回地址** 2. **返回到调用者**: ```assembly ret ; 等效于 pop eip ``` - 将返回地址载入`eip`,CPU继续执行调用者代码 - 指针`esp`继续上移,完成释放 #### 三、`pop`操作的核心作用 1. **寄存器恢复**: - 恢复`ebp`和`eip`是函数正确返回的**关键保证**(引用[1][3]) 2. **平衡维护**: ```c void func() { int a; // 空间分配 } // 返回通过pop链自动平衡 ``` - `pop`链确保`esp`精确回退到调用前的状态 3. **返回值传递**: - 通常通过`eax`寄存器传递(引用[4]): ```assembly mov eax, [ebp-8] ; 返回值存入eax ``` #### 四、创建的对应关系 创建(`push`链)销毁(`pop`链)严格对称: | 创建步骤 | 销毁步骤 | |---------|----------| | `push ebp`保存基址 | `pop ebp`恢复基址 | | `call`隐式压入返回地址 | `ret`弹出返回地址 | | `sub esp, N`分配局部变量 | `add esp, N`回收空间(或由`pop`链隐式完成) | > 注:编译器优化可能合并部分操作,但逻辑不变(引用[2]) #### 五、关键问题解析 1. **为何局部变量随机?** 销毁后内存未清零,`pop`仅移动指针,原数据残留(引用[1]) 2. **参数传递顺序**: 参数从右向左压(`push`),但由调用者通过`pop`平衡参数空间 3. **溢出风险**: 缺失`pop`会导致指针错位,可能引发级联错误 #### 六、总结 `pop`操作是函数销毁的**核心引擎**,通过逆向执行创建步骤,实现: 1. 精准恢复CPU执行流(`eip`/`ebp`) 2. 自动化内存回收(指针复位) 3. 保障调用约定(返回值传递、平衡) > 理解`push`/`pop`的对称性是掌握函数调用的关键(引用[3][4]) --- ###
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