分析函数调用堆栈的原理和Delphi实现
来自:http://blog.163.com/liuguang_123/blog/static/816701920105262543890/
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理解调用栈最重要的两点是:栈的结构,EBP寄存器的作用。
首先要认识到这样两个事实:
1、一个函数调用动作可分解为:零到多个PUSH指令(用于参数入栈),一个CALL指令。CALL指令内部其实还暗含了一个将返回地址(即CALL指令下一条指令的地址)压栈的动作。
2、几乎所有本地编译器都会在每个函数体之前插入类似如下指令:PUSH EBP; MOV EBP ESP;
即,在程序执行到一个函数的真正函数体时,已经有以下数据顺序入栈:参数,返回地址,EBP。
由此得到类似如下的栈结构(参数入栈顺序跟调用方式有关,这里以C语言默认的CDECL为例):
+| (栈底方向,高位地址) |
| .................... |
| .................... |
| 参数3 |
| 参数2 |
| 参数1 |
| 返回地址 |
-| 上一层[EBP] | <-------- [EBP]
“PUSH EBP”“MOV EBP ESP”这两条指令实在大有深意:首先将EBP入栈,然后将栈顶指针ESP赋值给EBP。“MOV EBP ESP”这条指令表面上看是用ESP把EBP原来的值覆盖了,其实不然——因为给EBP赋值之前,原EBP值已经被压栈(位于栈顶),而新的EBP又恰恰指向栈顶。
此时EBP寄存器就已经处于一个非常重要的地位,该寄存器中存储着栈中的一个地址(原EBP入栈后的栈顶),从该地址为基准,向上(栈底方向)能获取返回地址、参数值,向下(栈顶方向)能获取函数局部变量值,而该地址处又存储着上一层函数调用时的EBP值!
一般而言,ss:[ebp+4]处为返回地址,ss:[ebp+8]处为第一个参数值(最后一个入栈的参数值,此处假设其占用4字节内存),ss:[ebp-4]处为第一个局部变量,ss:[ebp]处为上一层EBP值。
由于EBP中的地址处总是“上一层函数调用时的EBP值”,而在每一层函数调用中,都能通过当时的EBP值“向上(栈底方向)能获取返回地址、参数值,向下(栈顶方向)能获取函数局部变量值”。
如此形成递归,直至到达栈底。这就是函数调用栈。
编译器对EBP的使用实在太精妙了。
从当前EBP出发,逐层向上找到所有的EBP是非常容易的:
unsigned int _ebp;
__asm _ebp, ebp;
while (not stack bottom)
{
//...
_ebp = *(unsigned int*)_ebp;
}
基于上面的原理,我们可以实现:Copy code
function getIntHex(var a; len: integer): string;//整型转成HEX字符串
var
d: pchar;
i: Integer;
begin
getmem(d, len * 2);
binToHex(@a, d, len);
result := '';
for i := len - 1 downto 0 do
result := result + d[i * 2] + d[i * 2 + 1];
freemem(d);
end;
function PrintCallStack(): string;
var
curEBP, nextEBP, val1, val3: Cardinal;
p: ^Cardinal;
begin
asm
mov curEBP,ebp ;//取得当前EBP
mov eax,dword ptr ss:[ebp];
mov nextEBP,eax;//上一层的EBP
end;
val3 := 0;
result := '';
repeat
p := Pointer(curEBP + 4);
val1 := p^; //上一层的调用函数的断点(下一语句地址)
val3 := val3 + 1;
result := result + '================= No.' + IntToStr(val3) + ' ============='#13#10;
result := result + '当前EBP:' + getIntHex(curEBP, SizeOf(curEBP)) + #13#10;
result := result + '上一EBP:' + getIntHex(nextEBP, SizeOf(nextEBP)) + #13#10;
result := result + '上一断点:' + getIntHex(val1, SizeOf(val1)) + #13#10;
p := Pointer(curEBP);
curEBP := p^;
p := Pointer(curEBP);
nextEBP := p^;
until (nextEBP = 0) or (DWORD(p) >= $0012FFFC) ;//到栈顶了吗?
end;
有这样的方法,查找游戏的CALL的基址就不再是极难的事了
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