堆栈平衡:估计这是最详细的讲解堆栈平衡的了 vc++6.0

转自：https://blog.csdn.net/lixiangminghate/article/details/43195717
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <windows.h>

int ShowEsp(int* arg1,int* arg2);

/*
引言各种面试宝典上都会说又说栈在进程空间的高地址部分,向下扩展;
堆在进程空间的低地址部分,堆向上扩展
来验证一下是否正如所说这些变量在内存中如何分布?
*/
int main()
{

   //0)
   int i=0xABCDABCD;
   //int* j = (int*)malloc(sizeof(int)); //malloc为什么被我注掉了?
   //memcpy(j,&i,sizeof(int));
   int* k = (int*)VirtualAlloc(NULL,sizeof(int),MEM_COMMIT,PAGE_READWRITE);
   int* ptr = NULL;
   ptr = (int*)&i;
   //ptr = j;
   /*
   malloc 是crt运行库实现系统为crt库在进程靠近2G的高地址处保留大块堆内存用链表管理
   调用malloc时，单独从此处抽取分配给调用者
   */
   ptr = k;

   //1) 忽略malloc这另类看看实际系统定义诺干栈变量后，查看他们在内存中的分布
   int arg1=0x40302010;
   int arg2=0x20;
   int* ptr1=NULL;
   int* ptr2=NULL;
   char str[] = {"1234567"};
   printf("arg1:%x\narg2:%x\n",&arg1,&arg2);
   printf("ptr1:%x\nptr2:%x\n",&ptr1,&ptr2);
   printf("str:%x\n",str);
   //结论:变量的地址是连续并且向下扩展
   //编译器通过sub esp,immd来开辟栈空间
   //再来看下变量地址存放的内容 arg1
   char* arg1Ptr = (char*)&arg1;
   printf("arg1Ptr[0]:%02x\narg1Ptr[1]:%02x\narg1Ptr[2]:%02x\narg1Ptr[3]:%02x\n",*arg1Ptr,*(arg1Ptr+1),*(arg1Ptr+2),*(arg1Ptr+3));
   //程序没问题吧，感觉在用arg1Ptr取arg1各个字节的内容，看下arg1在内存中的分布
   //.........................................................................
   //intel cpu小端机 (题外话网络编程时 ip/port转换即为大小端字节转换) 数据在内存中按高高低低分布高字节在高位低字节在低位

   //2) 知道了变量在内存中的分布再看下如何存取变量，alt-8
   //
   arg1 = 0x80706050;
   arg2 = arg1;
   arg2 = 0x20;

   //程序编译后用[ebp-N]相对偏移取变量 why?
   //intel CPU用esp指向当前函数栈顶，变量又保存在栈中，理所当然的可以用esp取变量。
   //但是变量在不断扩充esp在不断减小 ------
   //假设现在要取arg1变量值可能会编译成 mov eax,[esp+0x40]，意思是arg1离栈顶esp相差0x40个字节
   //如果程序又新定义一个栈变量，栈顶向下移动，即esp=esp-4 此时 esp离arg1的距离为0x44
   //如果再次取arg1的值会编译成 mov eax,[esp+0x44] 这样编译起来太麻烦了
   //a) intel CPU用ebp做当前函数帧[不是强制约定习惯]，也就是栈底，某些面试宝典会写
   //函数栈底不改变，说的就是ebp再当前函数中不改变。栈变量编译后内存位置固定下来，现在ebp又是固定不变的准绳
   //这样无论程序怎样扩展栈变量，ebp到各个变量之间的距离都不会改变

   //3) 面试宝典还说 c++参数入栈顺序是从右往左压栈全部入完后压入函数返回地址
   //既然大家对堆栈达成共识才看到这了再来看下调用函数,继续反汇编观察堆栈变化
   ShowEsp(&arg1,&arg2);
   //a)入栈操作 (esp寄存器的变化) 用的是push 每次push后esp减4 压入返回地址后 jmp到ShowEsp
   //程序jmp到ShowEsp 这里也跟到esp

   //5) 堆栈平衡的收尾
   /*
   来看下函数返回后当前栈顶还剩啥
   指令执行顺序-|esp变化------|保存ebp后变量相对于新栈帧ebp的距离-------
   push &arg2 |1次esp=esp-4 | ebp+0x0C
   push &arg1 |2次esp=esp-4 | ebp+0x08
   */
   /*函数参数已经显得不重要了可以忽略不计，再说main函数中依然可以通过[ebp-N]的形式访问这些变量
   但是目前堆栈还没有恢复到函数调用前的样子还倒欠main函数8个字节,于是编译器采用了一种简单粗暴
   却有行之有效的办法
   add esp,0x08
   于是堆栈平衡
   还有一个问题，函数范围值在哪?eax中
   eax 4字节不管返回什么都没问题
   */
   exit(0);
}

int ShowEsp(int* arg1,int* arg2)
{
   //进入到ShowEsp后先是取形参，然后赋值给局部变量
   //局部变量访问已经不是这里的重点此处重点看下如何取形参
   int op1,op2,res;
   //atl-8
   op1 = *arg1;
   op2 = *arg2;
   /*
   访问arg1 arg2 被翻译成mov eax,[ebp+8],[ebp+0x0c]
   之前访问变量是用[ebp-N]的形式现在怎么变成使用[ebp+N]的形式?
   解释这个还是得看反汇编的结果
   反汇编的前几句如下
   push ebp
   mov ebp,esp
   sub esp,4Ch
   上面2-a)处写到过 intel CPU用ebp做当前函数帧，刚才指令流是在main函数中，因此ebp是基于main函数的
   现在进入到ShowEsp函数中，要形成新的函数帧，因此先用push ebp把前一个函数的函数帧保存起来,然后
   mov ebp,esp把当前的栈顶esp赋值给ebp形成新的函数帧最后的sub esp,4Ch 为本函数创建栈空间

   如果把之前main函数中的函数调用和参数入栈以及此处生成新的函数帧一系列动作联合起来并查看esp在此期间的
   变化:
   指令执行顺序-|esp变化------|保存ebp后变量相对于新栈帧ebp的距离-------
   push &arg2 |1次esp=esp-4 | ebp+0x0C
   push &arg1 |2次esp=esp-4 | ebp+0x08
   call ShowEsp |3次esp=esp-4 | ebp+0x04
   push ebp |4次esp=esp-4 | ebp+0x00

   这应该能解释函数取形参用mov eax,[ebp+0x08]等形式
   */
   res = op1+op2;

   //4)堆栈平衡的下半段
   /*
   还是拿某宝典说事，说c++是_stdcall c是_cdcel call
   区别是函数执行结束一个由被调用的函数恢复堆栈另一个是由调用者恢复堆栈
   这代码是_cdcel call 由调用者恢复堆栈
   来看下这函数怎么恢复堆栈继续返回编
   */
   return res;
   /*
   程序结尾处看到
   mov esp ebp
   pop ebp
   ret 8
   还记得函数入口处的?
   push ebp
   mov ebp esp
   都说是堆栈操作了，所有的操作要呼应对吧，执行了
   mov esp ebp
   pop ebp
   这两句之后，函数堆栈恢复到发生调用ShowEsp的情景，虽然ShowEsp分配的栈变量还存在，但
   已经处在esp指向的范围之外，换句话说，此时再新建栈变量，以前栈上的变量就会覆盖。当然
   很少有人这么做。这也是有时候函数返回了，还能得到函数内部变量的原因。注意，所谓的宝典
   会说，函数返回会自动清栈变量，反正c的代码，我没看到这种语句
   最后的ret语句会使程序返回到函数调用的地方，这个地方由谁指定?
   还记得3-a)处调用ShowEsp时，把下一条指令压入堆栈?就是那个时候指定函数返回地址,翻阅intel手册
   说发生ret时，返回到当前栈顶指向的值
   来看下当前栈顶还剩啥
   指令执行顺序-|esp变化------|保存ebp后变量相对于新栈帧ebp的距离-------
   push &arg2 |1次esp=esp-4 | ebp+0x0C
   push &arg1 |2次esp=esp-4 | ebp+0x08
   call ShowEsp |3次esp=esp-4 | ebp+0x04
   栈顶还剩call ShowEsp时压入的返回地址，ret执行后相当于pop eax, jmp eax 弹出一个栈值。
   于是我们乘坐这个传送门返回到main函数中

   [题外话]如果修改这个返回地址会得到意想不到的结果，这是后面要讲的缓冲区溢出
   */
}

---------------------
作者：Yuri800
来源：CSDN
原文：https://blog.csdn.net/lixiangminghate/article/details/43195717
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