函数调用栈理解

一、相关寄存器

(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。（ebp在当前栈帧内位置固定，故函数中对大部分数据的访问都基于ebp进行）
(3) eip：指令寄存器(extended instruction pointer)，其内存放着一个指针，该指针永远指向下一条等待执行的指令地址。 可以说如果控制了EIP寄存器的内容，就控制了进程——我们让eip指向哪里，CPU就会去执行哪里的指令。eip可被jmp、call和ret等指令隐含地改变(事实上它一直都在改变)(ret指令就是把当前栈顶保存的返回值地址 弹到eip中)
(4)eax：累加(Accumulator)寄存器，常用于函数返回值。

二、当函数调用的时候发生了什么？

例如：

int main(void)
{
    foo(1,2,3) ;
    return 0 ;
}

当方法main需要调用foo时，它的标准行为：

• 1、在main方法的调用栈中，将 foo的参数从右向左依次push到栈中。
• 2、把main方法当前指令的下一条指令地址 （即return address）push到栈中。(隐藏在call指令中)
• 3、使用call指令调用目标函数体foo。
  请注意，以上3步都处于main的调用栈，其中ebp保存其栈底，而esp保存其栈顶。

接下来，在foo函数中：

• 1、push ebp: 将ebp的当前值push到栈中，即保存ebp。
• 2、mov ebp,esp: 将esp的值赋给ebp，则意味着进入了foo方法的调用栈。
• 3、[可选]sub esp, XXX: 在栈上分配XXX字节的临时空间。（抬高栈顶）(编译器根据函数中的局部变量的总大小确定临时空间的大小)
• 4、[可选]push XXX: 保存（push）一些寄存器的值。

而在foo方法调用完毕后，便执行前面阶段的逆操作：

• 1、保存返回值: 通常将函数的返回值保存在寄存器eax中。
• 2、[可选]恢复（pop）一些寄存器的值。
• 3、mov esp,ebp: 恢复esp同时回收局部变量空间。（恢复原栈顶）
• 4、pop ebp: 将栈顶的值赋给ebp，即恢复main调用栈的栈底。（恢复原栈底）
• 5、ret: 从栈顶获得之前保留的return address，并跳转到此位置继续执行。
  

main方法先将foo方法所需的参数压入栈中，然后再改变ebp，进入foo方法的调用栈。因此，如果在foo方法中需要访问那些参数，则需要根据当前ebp中的值，再向高地址偏移后进行访问——因为高地址才是main方法的调用栈。也就是说，地址ebp + 8存放了foo方法的第1个参数，地址ebp + 12存放了foo方法的第2个参数，以此类推。那么地址ebp + 4存放了什么呢？它存放的是return address，即foo方法返回后，需要继续执行下去的main方法指令的地址。