关于基指针和栈指针的问题

Question

我正在写一份报告来总结堆栈。如果您单击我的个人资料，您会看到我已经这样做了一段时间。现在，我遇到了一些麻烦，因为在 GDB 上它向我展示了与在 Visual Studio 上不同的东西。

因此，我不太确定自己对基指针和堆栈指针的理解，如果我错了，我希望有人能引导我走向正确的方向。

对于 x86 计算机，堆栈通常是向下增长的（从较高的内存地址到较低的内存地址）。

所以当一个程序开始时，我们调用了 main 函数。

1. 一般来说，在每次函数调用的入口处，都会在当前esp位置创建一个栈，也就是我们所说的“栈顶”。这是正确的吗？

2. 当旧的 ebp 被压入堆栈时，它是否被压入了 esp 最初指向的位置？

3. 之后，esp 会向下移动，指向一个空的内存位置，对吗？

4. 最后，esp 总是在变化，向下移动指向下一个可用内存空间。对吗？

5. esp 是每字节向下移动，还是每 4 字节向下移动？

我知道有很多问题。但是感谢您的宝贵时间！

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谢谢您的回复，先生！

@iSciurus

我很困惑每个人如何定义 esp 指向最近被压入堆栈的条目。

对于 x86，由于堆栈向下增长，根据您的解释，esp 将首先指向堆栈的最低地址。当我查看汇编代码时，我们有

   0x080483f4 <+0>: push   %ebp
   0x080483f5 <+1>: mov    %esp,%ebp
   0x080483f7 <+3>: sub    $0x10,%esp

所以 esp 减少了 16 个字节。所以这是这个函数调用的堆栈的size。局部变量紧跟在返回地址之后（ebp-4、ebp-8 等）。那么这里 esp 的总体目的是什么？据我了解，当我们尝试访问小于该地址的地址时，会发生堆栈溢出。

最后一件事是：当我们说栈顶时，我们指的是最低地址吗（对于 x86）。

这是我心目中的画面（向下生长）

[Parameter n          ]
...
[Parameter 2          ]
[Parameter 1          ]
[Return Address       ]   0x002CF744
[Previous EBP         ]   0x002CF740  (current ebp)
[Local Variables      ]   
-- ESP

很抱歉这些冗长的问题。但我真的很感谢你的帮助。

Answer 1

1. 正确地说，堆栈帧是在当前 esp 位置创建的，而不是堆栈本身。堆栈在线程启动时创建一次，每个线程都有自己的堆栈，堆栈只是进程内存空间中的一个区域。栈帧是每个函数入口处实际创建的，它是线程栈内的一个区域。

2. 不，它被推送到地址 [old_esp - 4]（或 x64 中的 [old_rsp - 8]），因为 esp 是堆栈并指向最低使用的地址。堆栈中的下一个 DWORD（或 QWORD）是空闲的，并且 ebp 被推送到那里。

3. 是的，这通常通过 sub esp, value

完成

4. 没有。首先， esp 向下移动，指向堆栈中使用的最低地址，而不是下一个可用空间。其次，请记住，esp 可能指向任何地方，而不仅仅是堆栈：在您使用与堆栈相关的指令（如 push/pop）之前，它是可以的。

5. Esp 按机器字大小移动：在 x86 中它每 4 个字节移动，而在 x64 中它每 8 个字节移动。

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esp 的总体目的几乎总是相同的：存储栈顶。所有与堆栈相关的指令（如 pop/push）都使用 esp 作为参数。在 x86 中，ebp 和 esp 都用于存储有关堆栈帧的信息（对应的底部和顶部）。也许，您对这种冗余感到困惑。但是，在 x64 中，只有 rsp 用于基于堆栈的参数，而 rbp 是一个通用寄存器。

堆栈中的缓冲区溢出怎么办，当代码尝试写入高于数组（或结构或其他）的最后一个元素时，它们通常会发生。堆栈向下增长，但数组向上增长。当我们写得更高时，我们可以访问返回地址、SEH 处理程序以及调用者的内部变量。

是的，当我们说顶部时，我们指的是最低地址。因此，大多数调试器以相反的顺序显示堆栈：

-- ESP
[Local Variables      ]
[Previous EBP         ]   0x002CF740  (current ebp)
[Return Address       ]   0x002CF744
[Parameter 1          ]
[Parameter 2          ]
...
[Parameter n          ]

这里，ESP 指向所有数据“上方”的值，看起来更像“顶部”。虽然它仍然是最低使用的地址。