程序执行的本质

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。