【スタック領域】EBPとESPを理解しよう！｜アセンブリ言語

今回はプログラム実行時に重要な役割を果たすスタック領域について、特にEBPとESPというレジスタに焦点を当てて、わかりやすく解説していきます。

これらのレジスタは、関数呼び出しやローカル変数の管理において不可欠な存在です。アセンブリ言語や低レベルのプログラミングに触れる際には必ず目にするこれらの概念を、一緒に深く理解していきましょう。

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キーワード

スタック領域
EBPとESP

【前提】スタック領域とは？
EBPとは？
ESPとは？
EBPとESPの関係性
まとめ

【前提】スタック領域とは？

まず、スタック領域とは何でしょうか？

プログラムが実行される際、メモリはいくつかの領域に分けられます。その一つがスタック領域で、主に関数呼び出しの管理やローカル変数の格納に使われます。特徴としては、データが後入れ先出し（LIFO: Last-In, First-Out）の原則で管理される点です。

新しいデータが追加されることを「プッシュ（push）」、データが取り出されることを「ポップ（pop）」と呼びます。ちょうど積み重ねられたお皿のように、一番上に置かれたものが最初に取り出されるイメージです。

EBPとは？

さて、本題のEBP (Extended Base Pointer) です。これは「ベースポインタ」とも呼ばれ、現在の関数のスタックフレームの基準点を示すレジスタです。

関数が呼び出されると、その関数に必要な情報（引数、ローカル変数、戻りアドレスなど）がスタックに積まれます。この一連の情報のまとまりを「スタックフレーム」と呼びます。EBPレジスタは、このスタックフレーム内の特定の位置（通常はスタックフレームの底部）を指し示します。

なぜ基準点が必要なのでしょうか？それは、関数内のローカル変数や引数にアクセスする際に、このEBPを基準としてオフセット（相対的な位置）を指定することで、効率的かつ安全にデータにアクセスできるからです。

たとえば、「EBPから8バイト上のアドレスにあるのは引数1、EBPから4バイト下のアドレスにあるのはローカル変数1」といった形でアクセスします。これにより、スタックポインタが変動しても、EBPを基準にすることで常に同じ変数にアクセスできるというメリットがあります。

ESPとは？

次に、ESP (Extended Stack Pointer) です。これは「スタックポインタ」と呼ばれ、スタック領域の現在の最上位（一番先頭）を常に指し示すレジスタです。

データがスタックにプッシュされるたびにESPの値は減少し（多くのアーキテクチャではスタックは高位アドレスから低位アドレスに向かって成長します）、ポップされるたびにESPの値は増加します。つまり、ESPはスタックの「現在の高さ」を示しているとも言えます。

新しいデータをプッシュする際には、まずESPが指すアドレスにデータを書き込み、その後にESPを適切な量だけ減らします。データをポップする際には、まずESPを適切な量だけ増やし、その後にESPが指すアドレスからデータを読み出します。ESPは常にスタックのトップを指し示すため、データの追加や削除の操作に直接関わります。