Windows 写在ESP下面有效吗？

对于32位windows应用程序，在不显式减少ESP的情况下，将ESP下的堆栈内存用于临时交换空间是否有效

考虑一个在

ST（0）

中返回浮点值的函数。例如，如果我们的值当前在EAX中

PUSH   EAX
FLD    [ESP]
ADD    ESP,4  // or POP EAX, etc
// return...

或者在不修改ESP寄存器的情况下，我们可以：

MOV    [ESP-4], EAX
FLD    [ESP-4]
// return...

在这两种情况下都会发生相同的事情，除了在第一种情况下，我们注意在使用内存之前减少堆栈指针，然后在使用内存之后增加堆栈指针。在后一种情况下，我们没有

尽管确实需要在堆栈上保留该值（可重入性问题、推送和读回值之间的函数调用等），但是否有任何根本原因导致这样写入ESP下面的堆栈无效

一般（与任何操作系统无关）；在以下情况下书写ESP是不安全的：

• 代码有可能被中断，中断处理程序将以相同的权限级别运行。注意：对于“用户空间”代码，这通常是不可能的，但是对于内核代码，这是极有可能的

• 调用任何其他代码（被调用例程使用的

  调用

  或堆栈可能会破坏存储在ESP下的数据）

• 其他一些取决于“正常”堆栈使用。这可能包括信号处理、（基于语言的）异常解除、调试器、“堆栈崩溃保护器”

写在下面是安全的，特别是在“不安全”的情况下

请注意，对于64位代码，在RSP下写入是内置于x86-64 ABI（“红色区域”）中的；通过在工具链/编译器和其他所有工具中对它的支持，它变得安全了。

在一般情况下（x86/x64平台）-可以随时执行中断，这会覆盖内存波纹管堆栈指针（如果它在当前堆栈上执行）。正因为如此，即使是临时保存堆栈指针下面的内容，在内核模式下也是无效的-中断将使用当前内核堆栈。但在用户模式下，另一种情况——windows构建中断表（IDT），即当出现中断时，它将始终在内核模式和内核堆栈中执行。因此，用户模式堆栈（堆栈指针下方）将不受影响。并且可能临时使用它指针下面的一些堆栈空间，直到您不执行任何函数调用为止。如果异常将是（比如访问无效地址）-也会覆盖下面的堆栈指针-cpu异常当然会在内核模式和内核堆栈中开始执行，但在用户空间中通过

ntdll.KiDispatchExecption在当前堆栈空间上执行回调。所以一般来说，这在windows用户模式下是有效的（在当前的实现中），但是您需要很好地理解您在做什么。然而，我认为这是非常罕见的


当然，在windows用户模式下，我们可以在堆栈指针下写入的注释中指出的正确程度，只是当前的实现行为。这没有记录或保证

但这是非常基本的——不太可能改变：中断总是只在特权内核模式下执行。内核模式将仅使用内核模式堆栈。用户模式上下文根本不受信任。如果用户模式程序设置了不正确的堆栈指针，会发生什么？说
mov-rsp，1
或
mov-esp，1
？在这个指令之后，中断将被触发。如果它开始在这种无效的esp/rsp上执行，会发生什么？所有的操作系统都崩溃了。正是因为此中断将仅在内核堆栈上执行。并且不会覆盖用户堆栈空间

还需要注意的是，堆栈空间有限（即使在用户模式下），在1页（4Kb）以下访问它已出错（需要逐页进行堆栈探测，以便向下移动保护页）

最后，真的没有必要通常访问EAX，EAX，在什么问题上先减少ESP？即使我们需要访问循环中的堆栈空间，大量的时间递减堆栈指针只需要一次额外的指令（不在循环中），性能或代码大小都不会发生任何变化

因此，尽管这在windows用户模式下是正确的工作方式，但更好地（而且不需要）使用它


当然，正式文件说明：


RSP当前地址之外的所有内存都被认为是易失性的

但这是常见情况，包括内核模式。我写了关于用户模式和基于当前实现的内容


可能在未来的windows中添加“直接”apc或一些“直接”信号-一些代码将在线程进入内核后通过回调执行（在通常的硬件中断期间）。在此之后，以下所有esp将被取消定义。但直到这种情况不存在。直到此代码将始终正常工作（在当前版本中）
 创建线程时，Windows会为线程堆栈保留一个可配置大小（默认值为1 MB）的连续虚拟内存区域。最初，堆栈如下所示（堆栈向下增长）：

ESP
将指向提交页面内的某个位置。保护页用于支持自动堆栈增长。保留页区域确保请求的堆栈大小在虚拟内存中可用

考虑问题中的两个说明：

MOV    [ESP-4], EAX
FLD    [ESP-4]

有三种可能性：


第一条指令成功执行。没有任何东西可以使用用户模式堆栈在两条指令之间执行。因此，第二条指令将使用正确的值（@RbMm在其答案下的注释中说明了这一点，我同意）
第一条指令引发异常，异常处理程序不会返回
exception\u CONTINUE\u EXECUTION
。只要第二条指令紧跟在第一条指令之后（它不在异常处理程序中或放在它之后），那么第二条指令就不会执行
MOV    [ESP-4], EAX
FLD    [ESP-4]