代码如下:
#include <stdio.h>
void hello()
{
int i = 0;
printf("i = %d, hello world\n", i);
}
int main()
{
hello();
return 0;
}
gdb生成调试信息,跟进去看看。
在调用hello之前,在main函数内查看寄存器情况时,打印如下:
(gdb) info registers
eax 0xbff644a4 -1074379612
ecx 0xbff64420 -1074379744
edx 0x1 1
ebx 0xb7f2fff4 -1208811532
esp 0xbff64400 0xbff64400
ebp 0xbff64408 0xbff64408
esi 0x8048420 134513696
edi 0x8048310 134513424
eip 0x80483f7 0x80483f7 <main+17>
eflags 0x286 [ PF SF IF ]
cs 0x73 115
ss 0x7b 123
ds 0x7b 123
es 0x7b 123
fs 0x0 0
gs 0x33 51
在进入hello函数之后,查看寄存器情况,打印如下:
(gdb) info registers
eax 0xbff644a4 -1074379612
ecx 0xbff64420 -1074379744
edx 0x1 1
ebx 0xb7f2fff4 -1208811532
esp 0xbff643e0 0xbff643e0
ebp 0xbff643f8 0xbff643f8
esi 0x8048420 134513696
edi 0x8048310 134513424
eip 0x80483ca 0x80483ca <hello+6>
eflags 0x282 [ SF IF ]
cs 0x73 115
ss 0x7b 123
ds 0x7b 123
es 0x7b 123
fs 0x0 0
gs 0x33 51
根据两个栈桢中寄存器的数据,看看变化前的esp - 变化后的ebp,得到以下结果:
(gdb) print 0xbff64400 - 0xbff643f8
$1 = 8
再看看 在hello之中*(ebp), *(ebp + 4)的数据:
(gdb) x 0xbff643f8
0xbff643f8: 0xbff64408
(gdb) x 0xbff643f8+4
0xbff643fc: 0x080483fc
其中, 第一次打印的结果0xbff64408是main栈桢中ebp寄存器的数据。
而反汇编main函数的结果如下:
(gdb) disassemble main
Dump of assembler code for function main:
0x080483e6 <main+0>: lea 0x4(%esp),%ecx
0x080483ea <main+4>: and $0xfffffff0,%esp
0x080483ed <main+7>: pushl -0x4(%ecx)
0x080483f0 <main+10>: push %ebp
0x080483f1 <main+11>: mov %esp,%ebp
0x080483f3 <main+13>: push %ecx
0x080483f4 <main+14>: sub $0x4,%esp
0x080483f7 <main+17>: call 0x80483c4 <hello>
0x080483fc <main+22>: mov $0x0,%eax
0x08048401 <main+27>: add $0x4,%esp
0x08048404 <main+30>: pop %ecx
0x08048405 <main+31>: pop %ebp
0x08048406 <main+32>: lea -0x4(%ecx),%esp
0x08048409 <main+35>: ret
End of assembler dump.
可以看到,在调用call hello的下一句指令的地址是0x080483fc,就是上面
(gdb) x 0xbff643f8+4
0xbff643fc: 0x080483fc
的结果。
因此,可以给出函数调用前后栈桢的分布图如下:
另外,在图中没有显示出来的是hello栈桢中的局部变量从(ebp - 4)地址开始,你可以在hello栈桢中打印*(ebp-4)的数据看看。
结论如下:
1) 调用前的esp - 调用后的ebp = 8,因为需要保存两个寄存器的数据
2)*(ebp)存放的是上一个栈桢的ebp数据,而*(ebp+4)存放的是返回上一个栈桢时需要执行的下一条语句的地址,即函数调用返回时存入到eip寄存器的数据。
3)根据结论2),有一个问题:为什么下一条指令的地址高于所要保存的ebp寄存器的地址?因为在call指令执行的时候首先保存下一条指令的地址,再跳转到函数的执行地址。
4)根据结论3),将与函数调用有关的几条汇编指令再进行一下讲解:
a)call指令:上面已经做了解释,重复如下:首先保存下一条指令的地址,再跳转到函数的执行地址
b)进入一个函数时首先会调用的几条语句:
push %ebp ;保存ebp寄存器
mov %esp,%ebp ;将esp寄存器保存到ebp
sub $0x18,%esp ;调整esp,用以保存返回地址和局部变量,这个调整值并不确定,根据局部变量的情况而定
这几句指令就是用于保存上一个栈桢的ebp寄存器地址,向地址低位扩展栈位置。
其中的pushl %ebp
相当于:
subl $4, %esp
movl %ebp, (%esp)
c)退出一个函数时,执行的几条指令是:
退出一个函数时:
leave ; 相当于 movl %ebp, %esp;popl %ebp(也就是将ebp保存的esp地址恢复,然后恢复ebp寄存器数据)
ret ; 相当于popl %eip;jmp %eip的作用
5) 两个名词不能混淆了,栈(stack)指的是一个进程中所有用于给函数调用局部变量的空间,这是对进程全局而言的;而栈桢(stack frame)针对的是进程内一个单一的函数的空间,因此,栈桢是栈的子集。
注意,以上说明均在X86平台下。