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关于寄存器ESP和EBP的一些理解

2014-11-02 21:04 225 查看
EIP,EBP,ESP都是系统的寄存器,里面存的都是些地址。

 为什么要说这三个指针,是因为我们系统中栈的实现上离不开他们三个。

 我们DC上讲过栈的数据结构,主要有以下特点:

 后进先处。(这个强调过多)





其实它还有以下两个作用:

 1.栈是用来存储临时变量,函数传递的中间结果。

 2.操作系统维护的,对于程序员是透明的。

我们可能只强调了它的后进先出的特点,至于栈实现的原理,没怎么讲?下面我们就通过一个小例子说说栈的原理。

先写个小程序:

void fun(void)

{

   printf("hello world");

}

void main(void)

{

  fun()

  printf("函数调用结束");

}

这是一个再简单不过的函数调用的例子了。

当程序进行函数调用的时候,我们经常说的是先将函数压栈,当函数调用结束后,再出栈。这一切的工作都是系统帮我们自动完成的。

但在完成的过程中,系统会用到下面三种寄存器:

1.EIP

2.ESP

3.EBP

当调用fun函数开始时,三者的作用。

1.EIP寄存器里存储的是CPU下次要执行的指令的地址。

 也就是调用完fun函数后,让CPU知道应该执行main函数中的printf("函数调用结束")语句了。

2.EBP寄存器里存储的是是栈的栈底指针,通常叫栈基址,这个是一开始进行fun()函数调用之前,由ESP传递给EBP的。(在函数调用前你可以这么理解:ESP存储的是栈顶地址,也是栈底地址。)

3.ESP寄存器里存储的是在调用函数fun()之后,栈的栈顶。并且始终指向栈顶。

 

当调用fun函数结束后,三者的作用:

1.系统根据EIP寄存器里存储的地址,CPU就能够知道函数调用完,下一步应该做什么,也就是应该执行main函数中的printf(“函数调用结束”)。

2.EBP寄存器存储的是栈底地址,而这个地址是由ESP在函数调用前传递给EBP的。等到调用结束,EBP会把其地址再次传回给ESP。所以ESP又一次指向了函数调用结束后,栈顶的地址。

其实我们对这个只需要知道三个指针是什么就可以,可能对我们以后学习栈溢出的问题以及看栈这方面的书籍有些帮助。当有人再给你说EIP,ESP,EBP的时候,你不能一头雾水,那你水平就显得洼了许多。其实不知道我们照样可以编程,因为我们是C级别的程序员,而不是ASM级别的程序员。

一直对寄存器ESP和EBP的概念总是有些混淆,查看定义ESP是栈顶指针,EBP是存取堆栈指针。还是不能很透彻理解。之后借于一段汇编代码,总算是对两者有个比较清晰的理解。
下面是按调用约定__stdcall 调用函数test(int p1,int p2)的汇编代码
;假设执行函数前堆栈指针ESP为NN
push   p2    ;参数2入栈, ESP -= 4h , ESP = NN - 4h
push   p1    ;参数1入栈, ESP -= 4h , ESP = NN - 8h
call test    ;压入返回地址 ESP -= 4h, ESP = NN - 0Ch  
;//进入函数内
{
push   ebp                        ;保护先前EBP指针, EBP入栈, ESP-=4h, ESP = NN - 10h
mov    ebp, esp                   ;设置EBP指针指向栈顶 NN-10h
mov    eax, dword ptr  [ebp+0ch]  ;ebp+0ch为NN-4h,即参数2的位置
mov    ebx, dword ptr  [ebp+08h]  ;ebp+08h为NN-8h,即参数1的位置
sub    esp, 8                     ;局部变量所占空间ESP-=8, ESP = NN-18h
...
add    esp, 8                     ;释放局部变量, ESP+=8, ESP = NN-10h
pop    ebp                        ;出栈,恢复EBP, ESP+=4, ESP = NN-0Ch
ret    8                          ;ret返回,弹出返回地址,ESP+=4, ESP=NN-08h, 后面加操作数8为平衡堆栈,ESP+=8,ESP=NN, 恢复进入函数前的堆栈.
}
看完汇编后,再看EBP和ESP的定义,哦,豁然开朗,
原来ESP就是一直指向栈顶的指针,而EBP只是存取某时刻的栈顶指针,以方便对栈的操作,如获取函数参数、局部变量等。
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