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栈、栈帧与函数调用
Linux的栈位于程序内存空间的末端，从高地址向低地址增长。
在x86架构中，使用esp寄存器指向栈顶的内存地址；在x64架构中，使用rsp寄存器指向栈顶。一般可以简称为sp。
栈帧是指函数在被调用时，所拥有的一块独立的用于存放函数所使用的状态和变量的栈空间。
每个函数都对应有一个栈帧。同一个函数多次进入，每次可能会分配到不同的栈帧。整个栈的内容在同一个时刻可以看作是由许多栈帧依序“堆叠”组成的。
对于一个运行中的函数，其使用的栈帧区域被sp和bp寄存器限定（对于x86，sp等价esp，bp等价rsp；对于x64，sp等价rsp，bp等价rbp）。bp指向栈帧的底部，sp指向栈帧的顶部。
在函数中使用的所有变量（本地变量、实参），一般使用bp定位。设N为整型字节数，bp+2N是第一个实参的地址，bp-N是第一个本地变量的地址。
一个函数调用，一般需要以下步骤
- 1.保存函数的实参
- 2.保存子函数结束后，需要返回的地址（返回到哪里）
- 3.保存父函数的栈帧信息
- 4.在栈上开辟空间供局部变量使用
- 5.执行函数实现的功能
- 6.释放局部变量使用的空间
- 7.根据保存的父函数栈帧信息，恢复父函数栈帧
- 8.根据保存的返回地址，恢复父函数执行流，一般是函数调用指令后的下一条指令
共有多种函数调用方式，这里介绍一种：
stdcall。stdcall是标准调用约定，还有其他调用约定：cdecl、PASCAL、fastcall、thiscall，可以自行搜索。在stdcall中，调用一个函数func(a,b,c)会有一些比较固定的代码（x86架构）。
父函数调用时，会把参数从右至左入栈，实现保存函数实参的功能：
push c
push b
push a
然后执行call指令：
call func
这里call指令内部实际上做了两个工作，一个是将这个call指令的下一条语句入栈，实现返回地址的保存。然后把执行流跳转到函数里。所以一个call指令从功能上可以拆分为以下两个指令：
push 本call指令下一条指令的地址
jmp func
执行流到了func函数内部，会先进行父函数栈帧信息的保存。此时esp和ebp依然维持父函数的栈帧。
当前子函数所有的栈中变量被释放后，esp会回到函数调用前的状态，因此无需保存esp，只要保存ebp的信息即可。
push ebp
此时，子函数的栈帧底部变到esp处：
mov ebp, esp
栈帧底部设置完毕后，可以为局部变量开辟空间，这里开辟了一个32（0x20）字节的栈空间：
sub esp, 20h
注意栈是从高地址到低地址增长的，故这里做减法。
然后就可以开始进行函数的操作，通过ebp定位函数的参数和局部变量空间，并将函数返回值放在eax寄存器中。
在函数的功能代码全部执行完毕后，释放之前开辟的栈空间：
add esp, 20h
此时esp恢复到压入ebp之后的状态，这时栈顶为父函数的ebp值，可以依据这个信息恢复父函数的ebp，进而恢复栈帧：
pop ebp
当前栈顶为返回地址，这时父函数的栈信息已经恢复，只要根据这个返回地址更改执行流，回到父函数call func指令的下一条指令即可。
retn
至此，一个函数的调用流程结束，栈的状态和调用前完全一致，子函数的返回值被存在eax寄存器中。
Last modified 4yr ago