程序执行的本质
程序执行的过程:代码区的指令不断执行,驱使动态数据区和静态数据区产生数据变化。
这一过程需要计算机的管控。下面我们着重介绍对代码区和动态数据区的管控。CPU中有三个寄存器,分别是eip、ebp和esp,情景如图所示。
对代码区和动态数据区的管控
其中eip永远指向代码区将要执行的下一条指令,它的管控方式有两种,一种是“顺序执行”,即程序执行完一条指令后自动指向下一条执行;另一种是跳转,也就是执行完一条跳转指令后跳转到指定的位置。
ebp和esp用来管控栈空间,ebp指向栈底,esp指向栈顶,在代码区中,函数调用、返回和执行伴随着不断压栈和清栈,栈中数据存储和释放的原则是后进先出。
初始情景:
eip指向main函数的第一条指令,此时程序还没有运行,栈空间里还没有数据,ebp和esp指向的位置是程序加载时内核设置的(详情请看《Linux内核设计的艺术》一书)。
什么是EIP、ESP、EBP 堆栈是一种简单的数据结构,是一种只允许在其一端进行插入或删除的线性表。 允许插入或删除操作的一端称为栈顶,另一端称为栈底,对堆栈的插入和删除操作被称入栈和出栈。 有一组CPU指令可以实现对进程的内存实现堆栈访问。其中,POP指令实现出栈操作,PUSH指令实现入栈操作。 ESP寄存器存放当前线程的栈顶指针; EBP寄存器中保存当前线程的栈底指针; call main下面的一条指令地址EIP(也称返回地址)寄存器;
程序开始执行main函数第一条指令,eip自动指向下一条指令。第一条指令的执行,致使ebp的地址值被保存在栈中,保存的目的是本程序执行完毕后,ebp还能返回现在的位置,复原现在的栈。随着ebp地址值的压栈,esp自动向栈顶方向移动,它将永远指向栈顶。