Win32程序函数调用时堆栈变化情况分析

在经典的汇编语言教程中，函数调用时堆栈的使用都是着重讲解的问题。如今随着高级语言的越来越完善，单纯使用汇编开发的程序已经不多了。但对函数调用时堆栈动向的了解仍有助于我们明晰程序的执行流程，从而在程序编写和调试的过程中有一个清晰的思路。

一．调用约定
在Win32中，有关函数的调用主要有两种约定。
1．_stdcall
        以__stdcall方式调用的函数有以下特征：
    •  参数由右至左压栈
    • 调用返回时，堆栈由被调函数调整
2．__cdecl
__cdecl约定是C/C++函数的默认调用约定。它有以下特征：
    • 参数由右至左压栈
    • 调用返回时，堆栈由调用者调整

二．Win32函数调用过程

1.    压入参数
这里依据以上的调用方式将调用者给出的参数一一压入堆栈。

2.    压入断点
当程序执行到Call指令的时候，当前语句的地址作为断点地址压入堆栈。

3.    跳转
eip的值被重新设置为被调函数的起始地址。

4.    mov ebp, esp
这里ebp被用来在堆栈中寻找调用者压入的参数，同时作为调用者堆栈指针的一个备份。在此前还应该执行一条：
push ebp
把ebp中原来的数值保存。

5.    sub esp，N
这里N是函数内局部变量的总字节数加上一个整数，一般为40。此后esp即为被调函数的堆栈指针了。

6.    初始化esp ~ esp-N之间的N字节空间
这是对堆栈中已分配给局部变量使用的内存空间的初始化，一般全部设置为0xcc。

7.    顺序执行函数内语句。
此时函数的堆栈位于所有局部变量的内存空间之后，二者之间一般有40字节的隔离带。

8．返回
为保障调用的正常返回，函数内应当保证规范使用堆栈，使即将返回的时候esp的值恢复为执行第一条语句前的状态。说明白点，就是每一条push都要有相应的pop。
调用返回的过程如下：
mov esp, ebp
执行后，esp恢复为调用者的堆栈指针，栈顶除断点地址外，还存有原ebp的值和调用时压入的参数。
然后依次弹出ebp的值和断点地址。如果是__cdecl约定则直接返回调用者，调用者将负责调整堆栈，丢弃调先前压入的参数。如果是__stdcall则这个工作由被调函数来执行。

程序样例如下：
……
0040B8E8   push        1            压入参数
0040B8EA   call        00401028        调用函数
……
00401028   jmp         0040b7c0        跳转到函数入口
……
0040B7C0   push        ebp            保存ebp
0040B7C1   mov         ebp,esp        
0040B7C3   sub         esp,44h        设置函数的堆栈指针，此函数中有4
;字节的局部变量
0040B7C6   push        ebx
0040B7C7   push        esi        
0040B7C8   push        edi
0040B7C9   lea         edi,[ebp-44h]    
0040B7CC   mov         ecx,11h
0040B7D1   mov         eax,0CCCCCCCCh
0040B7D6   rep stos    dword ptr [edi]    初始化局部变量空间
0040B7D8   mov         eax,dword ptr [ebp+8]
0040B7DB   mov         dword ptr [ebp-4],eax
……
0040B7DE   pop         edi            弹出曾压栈的数据
0040B7DF   pop         esi
0040B7E0   pop         ebx
0040B7E1   mov         esp,ebp        恢复调用者的堆栈
0040B7E3   pop         ebp            弹出原ebp值
0040B7E4   ret         4            返回并将堆栈向上调整4字节。
;此处为__stdcall约定，所以由函数调
;整堆栈

相应的C代码如下：

void __stdcall fun(int);

int main(void)
{
    ……    
fun(1);
……
    return 0;
}

void __stdcall fun(int para)
{
    int localpara = para;
    ……
}