文章目录

运行时堆栈

入栈操作(PUSH)
出栈操作(POP)
堆栈的应用

函数调用中的相关指令

PUSH指令
POP指令
PUSHFD和POPFD指令
PUSHAD,PUSHA,POPAD,POPA
CALL指令和RET指令
ENTER指令
LEAVE指令
LEA指令
LEA指令的应用举例

运行时堆栈

运行时堆栈是内存数组,CPU用ESP(堆栈指针寄存器)对其进行直接管理,32位模式下,ESP寄存器存放的是堆栈中某个位置的32位偏移量.ESP基本上不会直接被程序员控制,它是用CALL,RET,PUSH和POP等指令间接进行修改.

运行时堆栈工作于系统层,处理子程序调用

如下图所示:ESP中保存的是刚压入堆栈数值(00000001)的偏移量。当指针数值减少时,栈顶也随之下移。
在这里插入图片描述

入栈操作(PUSH)

步骤:

把栈顶指针减4
将数值复制到栈顶指向的堆栈位置
下图是将数值0000B1压入堆栈的结果

在这里插入图片描述

出栈操作(POP)

步骤:

先将数值弹出堆栈
增加栈顶指针(按堆栈元素大小)

堆栈的应用

关于堆栈的应用可参考：https://blog.csdn.net/qq_43313035/article/details/90215278

函数调用中的相关指令

PUSH指令

PUSH指令首先减少ESP的值，再将源操作数复制到堆栈。操作数是16位的，则ESP减2，操作数是32位的，则ESP减4。

POP指令

POP指令首先把ESP指向的堆栈的元素复制到一个16位或者32位的目的操作数中去，再增加ESP的值。操作数是16位的，则ESP加2，操作数是32位的，则ESP加4。

PUSHFD和POPFD指令

PUSHFD指令把32位EFLAGS寄存器内容压入堆栈
POPFD指令则把栈定元素弹出到EFLAGS寄存器

不能用MOV指令把标识寄存器内容复制给一个变量，因此，PUSHFD可能就是保存标志位的最佳途径。有时候保存
标志寄存器的副本是非常有用的，这样之后就可以恢复标志寄存器原来的值。

通常会用PUSHFD和POPFD封存一段代码：

pushfd       ；保存标志寄存器
;
;任意语句序列
;
popfd         ； 恢复标志寄存器

当用这种方式使用入栈和出栈指令时，必须确保程序的执行路径不会跳过POPFD指令。当程序随着时间不断修改时，很难记住所有入栈和出栈指令的位置。

一种不容易出错的保存和恢复标识寄存器的方法是：将它们压入堆栈后，立即弹出给一个变量：

.data
saveflags DWORD ?
.code
pushfd                ;标识寄存器内容入栈
pop saveflags;        ;复制给一个变量

下述语句从同一个变量中恢复标识寄存器的内容

push saveflags         ;被保存的标识入栈
popfd                  ;复制给标识寄存器

PUSHAD,PUSHA,POPAD,POPA

PUSHAD 指令按照 EAX、ECX、EDX、EBX、ESP（执行 PUSHAD 之前的值）、EBP、ESI 和 EDI 的顺序，将所有 32 位通用寄存器压入堆栈。
POPAD 指令按照相反顺序将同样的寄存器弹出堆栈。
PUSHA 指令按序（AX、CX、DX、BX、SP、BP、SI 和 DI）将 16 位通用寄存器压入堆栈。
POPA 指令按照相反顺序将同样的寄存器弹出堆栈。在 16 位模式下，只能使用 PUSHA 和 POPA 指令。

如果编写的过程会修改 32 位寄存器的值，则在过程开始时使用 PUSHAD 指令，在结束时使用 POPAD 指令，以此保存和恢复寄存器的内容。

举例：

MySub PROC
    pushad                 ;保存通用寄存器的内容
    .
    .
    mov eax,...
    mov edx,...
    mov ecx,...
    .
    .
    popad                   ;恢复通用寄存器的内容
    ret
MySub ENDP

必须要指岀，上述示例有一个重要的例外：过程用一个或多个寄存器来返回结果时，不应使用 PUSHA 和 PUSHAD。假设下述 ReadValue 过程用 EAX 返回一个整数；调用 POPAD 将会覆盖 EAX 中的返回值：

ReadValue PROC
    pushad                    ;保存通用寄存器的内容
    .
    .
    mov eax rreturn_value
    .
    .
    popad                    ;覆盖 EAX 
    ret
ReadValue ENDP

CALL指令和RET指令

CALL 指令调用一个过程，指挥处理器从新的内存地址开始执行。过程使用 RET（从过程返回）指令将处理器转回到该过程被调用的程序点上。

CALL指令的执行过程：

CALL 指令将其返回地址压入堆栈
把被调用过程的地址复制到指令指针寄存器(EIP)
当过程准备返回时， RET 指令从堆栈把返回地址弹回到指令指针寄存器(EIP)

32 位模式下，CPU 执行的指令由 EIP（指令指针寄存器）在内存中指岀。16 位模式下，由 IP 指出指令。

举例：
假设在 main 过程中，CALL 指令位于偏移量为 0000 0010 处。通常，这条指令需要 5 个字节的机器码，因此，下一条语句（本例中为一条 MOV 指令）就位于偏移量为 0000 0015 处：

main PROC
00000010  call fun
00000015  mov eax,ebx

然后，假设 fun过程中第一条可执行指令位于偏移量 0000 0050 处

fun PROC
00000050 mov eax edx
      .
      .
      ret
  fun ENDP

当 CALL 指令执行时如下图所示，调用之后的地址（0000 0015）被压入堆栈，fun的地址加载到 EIP
在这里插入图片描述
执行fun 中的全部指令直到 RET 指令。
当执行 RET 指令时，ESP 指向的堆栈数值被弹岀到 EIP,，ESP 的数值增加，从而指向堆栈中的前一个值。

在这里插入图片描述

ENTER指令

ENTER指令自动为被调用过程创建堆栈框架，它为局部变量保留堆栈空间并在堆栈上保存EBP

该指令执行以下动作：

在堆栈上压入EBP(push ebp)
把EBP设置为堆栈框架的基指针(mov ebp,esp)
为局部变量保留空间(sub,esp,numbytes)

ENTER指令有两个操作数：

第一个操作数是个常量，用于指定要为局部变量保留出多少堆栈空间(numbytes)
第二个操作数指定过程的嵌套层次(nestinglevel)

语法：

ENTER    numbytes,nestinglevel

两个操作数都是立即数，numbytes总是向上取整为4的倍数，以使ESP按双字节边界地址对齐。nestinglevel决定了从调用过程复制到当前堆栈框架指针的数目。

LEAVE指令

LEAVE指令释放一个过程的堆栈框架。LEAVE指令执行与前面的ENTER指令相反的动作，把EBP和ESP恢复为过程开始的值。再次以mysub过程为例：

mysub PROC
		enter 8,0
		.
		.
		leave
		ret
mysub ENDP

下面的指令与上面的指令是等价的，它首先为局部变量保留8字节的堆栈空间然后丢弃：

mysub  PROC
        push  ebp
        mov  ebp,esp
        sub   esp,8
        .
        .
        mov  esp,ebp
        pop ebp
        ret
 mysub   ENDP

LEA指令

定义：LEA是微机8086/8088系列的一条指令，取自英语Load effect address——取有效地址，也就是取偏移地址。在微机8086/8088中有20位物理地址，由16位段基址向左偏移4位再与偏移地址之和得到

指令格式：

LEA 目的，源

指令功能：取源操作数地址的偏移量，并把它传送到目的操作数所在的单元。

LEA 指令要求原操作数必须是存储单元，而且目的操作数必须是一个除段寄存器之外的16位或32位寄存器。当目的操作数是16位通用寄存器时，那么只装入有效地址的低16位。

对于寄存器来说：第二个操作数是寄存器必须要加[],不然报错，lea就是取[寄存器]的值。

mov     eax,2
lea    ebx,[eax]      ;ebx=2
mov    ebx,eax        ;ebx=2
lea  ebx,eax;编译器报错：error A2070:invalid instruction  operands

对于变量来说加不加[]]都是一样的效果，都是取变量的地址，相当于指针
如：

num      dword  1
lea      ebx,num
lea      eax,[num] ;eax中保存的是num的地址，eax=ebx

举例：

假设：SI=1000H , DS=5000H, (1000H)=1234H

LEA BX , [SI] ;BX=1000H

MOV BX , [SI] ;BX=1234H

有时，LEA指令也可用取偏移地址的MOV指令替代

例如：
下面两条指令就是等价的，他们都取TABLE的偏移地址，然后送到BX中

LEA BX,TABLE
MOV BX,OFFSET TABLE

但有些时候，必须使用LEA指令来完成某些功能，不能用MOV指令来实现,必须使用下面指令：

LEA BX, 6[DI]

解释：某数组含20个元素，每个元素占一个字节，序号为0~19。设DI指向数组开头处，如果把序号为6的元素的偏移地址送到BX中

与mov指令的区别：

对于变量来说

num   dword   1
mov    eax,1
mov     ebx,num
mov     ecx,[num]  ;执行完eax==ebx==ecx==2

对 寄存器 来说

mov   ebx,eax  ;ebx==2
mov   ecx,[eax];可能会报错，这里翻译成汇编是mov   ecx,DS:[eax]

lea也同样可以实现类似mov的操作

例如：

 lea edi,[ebx-0ch]

方括号表示存储单元，也就是提取方括号中的数据所指向的内容，然而lea提取内容的地址，这样就实现了把（ebx-0ch）放入到了edi中，但是 mov指令是不支持第二个操作数是一个寄存器减去一个数值的。

和offset的区别：

lea:机器指令
offset:伪指令

LEA  BX,  BUFFER  ;在实际执行时才会将变量buffer的地址放入bx 
MOV  BX, OFFSET BUFFER ;在编译时就已经计算出buffer的地址为4300(假设)，然后将上句替换为: mov bx,4300

OFFSET只能取得用"数据定义伪指令"定义的变量的有效地址,不能取得一般操作数的有效地址(摘自80x86汇编语言程序设计教程)

MOV   BX,OFFSET   [BX+200]这句是错误的     应该用LEA   BX,[BX+200]

LEA指令的应用举例

计算（EAX + EBX + 12345678）的值，注意这里有3个操作数，是add指令无法做到的：

LEA EAX, [ EAX + EBX + 1234567 ]

不覆盖目的寄存器值的情况下，计算（EBX + ECX）的结果，这也是add指令无法做到的：

LEA EAX, [ EBX + ECX ]

常数乘法（倍数N为1，2，3，4等）

LEA EAX, [ EBX + N * EBX ]

在loop循环中

LEA EAX, [ EAX + 1 ] 
和 
INC EAX

inc会修改EFLAGS标志位，lea不会修改标志位