汇编-栈-ss sp寄存器

Mli
373 阅读5分钟

栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构，最后压入的元素会最先被弹出。在内存中，栈的底部通常位于高地址，而栈顶位于低地址。这意味着数据向下压入，向上弹出。

初始状态（栈顶指针SP指向0x1000）

0x1000: |    | <-- SP
0x0FFC: |    |
0x0FF8: |    |
0x0FF4: |    |

执行push操作（例如，push dword 10）

0x1000: |    |
0x0FFC: | 10 | <-- SP
0x0FF8: |    |
0x0FF4: |    |

栈顶指针SP会下移4字节（32位系统中，一个dword等于4字节），然后新的数据10被存储在新的栈顶位置。

再次执行push操作（例如，push dword 20）

0x1000: |    |
0x0FFC: | 10 |
0x0FF8: | 20 | <-- SP
0x0FF4: |    |

栈顶指针SP再次下移4字节，然后新的数据20被存储在新的栈顶位置。

执行pop操作（例如，pop dword）

0x1000: |    |
0x0FFC: | 10 | <-- SP
0x0FF8: | 20 |
0x0FF4: |    |

栈顶指针SP上移4字节，最近压入的数据20被取出。

在实际的程序中，你需要根据你的硬件架构和编程环境来选择适合的数据大小（例如，字节，字，双字，四字等）。此外，你需要确保在执行push和pop操作之后，栈的状态仍然是合法的（例如，没有溢出或者下溢）。

1. 用于执行函数

下面的汇编代码演示了如何通过call和ret指令来实现函数调用和返回。这是一个简化的例子，用于演示基本的概念：

section .data
var db 0              ; 定义一个字节大小的变量

section .text
global _start
_start:
    call function     ; 调用函数
    mov eax, 0x60     ; 系统退出函数的编号
    xor edi, edi      ; 退出代码0
    syscall           ; 调用系统退出函数

function:
    mov [var], 1      ; 将1存储在变量var中
    ret               ; 返回到调用函数的地方

下面是每条指令执行时SP和IP的变化：

  1. _start: 行：这是程序的入口点。此时IP指向call function指令，SP指向栈顶。

  2. call function 行：这是函数调用指令。CPU首先将call指令后面的地址（即mov eax, 0x60的地址）推入栈中，然后将IP设置为function的地址。在将地址推入栈中之后，SP的值会减小。

  3. mov [var], 1 行：这是在function函数内部的一条指令。此时IP指向这条指令，SP的值不变。

  4. ret 行：这是函数返回指令。CPU首先将栈顶的地址弹出，并将其设置为IP的新值（即mov eax, 0x60的地址），然后继续执行程序。在弹出地址之后，SP的值会增大。

2. 用于交换

当函数被调用时，栈主要用于保存函数的局部变量、参数和返回地址。以下是一个简单的汇编语言程序，它使用栈来交换两个整数的值

section .data
a dd 10             ; 定义一个双字变量a并初始化为10
b dd 20             ; 定义一个双字变量b并初始化为20

section .text
global _start
_start:
    ; 交换变量a和b的值
    push dword [a]   ; 将a的值（10）压入栈中
    mov eax, [b]     ; 将b的值（20）复制到eax寄存器中
    mov [a], eax     ; 将eax寄存器中的值（20）复制到a中，此时a的值变为20
    pop dword [b]    ; 将栈顶的值（10）弹出到b中，此时b的值变为10

    ; 退出程序
    mov eax, 60      ; 系统调用号60代表退出程序
    xor edi, edi     ; 退出代码0
    syscall

在这个程序中，我们首先将变量a的值压入栈中，然后将变量b的值复制到a中，最后从栈中弹出原来a的值到b中，从而实现了变量a和b的值的交换。

这个程序使用了push和pop指令来操作栈。push指令将数据压入栈中，并使得栈指针减小；pop指令从栈中弹出数据，并使得栈指针增大。

3. 其他作用

栈在程序运行过程中发挥着重要的作用，除了函数调用和数据交换之外，它还有以下的应用：

  1. 保存临时变量：栈可以用来保存函数中的临时变量。当函数结束时，这些变量会被自动弹出栈并销毁，这样就可以避免在堆上分配和回收内存，提高了内存利用效率。

  2. 保存寄存器状态：在进行函数调用或者中断处理时，栈可以用来保存当前的寄存器状态。在函数调用或中断处理结束后，原来的寄存器状态可以从栈中恢复，这样就保证了程序的正确运行。

  3. 实现递归函数：栈可以用来实现递归函数。在每次递归调用时，可以将当前函数的状态（包括局部变量和返回地址等）保存到栈上，等到递归调用结束后再从栈上恢复，这样就可以正确实现递归。

  4. 参数传递：栈常用于函数参数的传递。在函数调用时，参数从右到左压入栈中，函数在栈中查找这些参数。

  5. 实现异常处理和中断服务例程：当操作系统接收到异常或者中断时，它会将当前的程序状态保存到栈上，然后跳转到相应的处理程序。在处理程序结束后，原来的程序状态可以从栈上恢复，这样就可以返回到中断前的状态。

总的来说，栈是程序中非常重要的一部分，它提供了一种方便、高效的内存管理机制。

avatar
文章
阅读
粉丝