文章目錄
- 前言
- 預備知識
- 示例代碼
- 對應的反匯編代碼
- main()函式的呼叫堆疊
- Add()函式的呼叫堆疊
- 堆疊區呼叫圖示
前言
本文從記憶體層面上主要講解函式的以下幾個問題
- 區域變數是怎樣創建的
- 為什么區域變數的值是隨機值
- 函式是怎樣傳參的，傳參的順序是怎樣的
- 形參和實參之間是什么關系
- 函式呼叫是怎么做的
- 函式呼叫結果如何回傳
本文也有助于理解程式是如何被計算機執行的
但是本文寫的很亂，待博主理解得更清晰后會再次整理
預備知識
暫存器：esp(堆疊頂指標，指向函式堆疊幀的頂部)和ebp(堆疊底指標，指向函式堆疊幀的底部)用于維護函式堆疊幀，
壓堆疊(push)：從堆疊頂壓一個位元組，esp向低地址移動一位，
出堆疊(pop)：從堆疊頂洗掉一個位元組，esp向高地址移動一位，
dword代表四個位元組，
堆疊區的使用規則是先使用高地址，再使用低地址，
示例代碼
本文以如下代碼為例子，粗略講解它在計算機是如何被執行的
#include<stdio.h>
int Add(int x, int y)
{
int z = 0;
z = x + y;
return z;
}
int main()
{
int a = 10;
int b = 20;
int c = 0;
c = Add(a, b);
printf("%d\n", c);
return 0;
}
對應的反匯編代碼
main()函式的呼叫堆疊
Add()函式的呼叫堆疊
堆疊區呼叫圖示
- 進入main()之前堆疊區是這樣的
- 第一潭訓編指令
push ebp
在原來的堆疊頂上開辟一個位元組的空間，存放ebp的值(這個ebp的值是呼叫main()的函式的ebp，為函式呼叫結束回傳做鋪墊)，指向堆疊頂指標也跟著+1
- 第二條指令
把esp的值賦給ebp，此時兩者指向同一個位置，執行流離開呼叫main()的那個函式
- 接下來
esp的值減去0E4h(十六進制，對應十進制的228)，esp指向一個更低的地址
這就為main()分配好了堆疊幀空間
- 接下來三條push指令在堆疊頂再開辟三個位元組的空間，分別放ebx、esi、edi，
這三個空間是干什么的本文不涉及，但是每次都用函式都會出現
- 接下來的四條指令是為開辟的空間初始化，意思是先把ebp-24h的值加載到edi中，把9賦值給ecx，0CCCCCCCCh賦值給eax，最后把從ebp指向的后一個記憶體（往低地址方向）直到edi指向的記憶體賦值為eax的內容（初始化完后edi的值會變成ebp的值），這點可以從vs2019的記憶體視窗看到，
-
以上便是main()的堆疊幀呼叫
下面是我們寫的C語言代碼對應的匯編代碼
以下幾條指令完成a、b、c的創建和初始化，分別意思是把0Ah（十進制下的10）賦值給ebp-8所指向的記憶體（也就是變數a的記憶體），把14h（十進制下的20）賦值給ebp-14h所指向的記憶體（也就是b的記憶體），把0賦值給ebp-20h所指向的記憶體（也就是c的記憶體）
-
接下來將要呼叫Add函式，而在呼叫Add函式之前，需要先傳參
以下四條指令完成了傳參這個動作：
先把ebp-14h（也就是&b）指向的內容賦值給暫存器eax，再在堆疊頂開辟一位元組的空間，放的是eax的值；再把ebp-8（也就是&a）指向的空間賦值給暫存器ecx，再在堆疊頂開辟一位元組的空間，放的是ecx的值
-
接下來一條call指令使得執行流跳轉到Add的匯編代碼，并且在堆疊頂再開辟一條空間，放的是存放call的下一條指令的地址（為了函式呼叫結束后能夠將繼續執行后面的代碼）
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跳轉到Add函式后，可以發現前面的匯編代碼和main()函式幾乎是一樣的，只是創建的堆疊幀空間大小不同
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第一句指令先再堆疊頂開辟一位元組的空間，放ebp的值（為了回傳main()做鋪墊）；第二句mov把esp的值賦值給ebp，這樣，程式的執行流便離開了main()
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接下來一條指令把esp的值減去0CCh，這樣便為Add()創建了堆疊幀空間
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接下來三個push
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接下來初始化了三個位元組為CCCCCCCC
- 接下來創建Add()中的臨時變數z，ebp-8對應的位置的記憶體就是z，被初始化為0
- 接下來三條指令執行z=x+y;
先把ebp+8所指的記憶體（就是形參x）存放的值賦值給暫存器eax，再把ebp+0Ch所指的記憶體（就是形參y）存放的值加到暫存器eax上，最后再把eax的值賦值給ebp-8指向的記憶體（也就是z）
- 接下來執行return z;
先把ebp-8處的值賦值給暫存器eax，再依次彈出堆疊頂的三個位元組并把內容依次賦值給暫存器edi、esi、ebx
- 接著esp+0CCh，為Add開辟的堆疊空間被釋放
- add下面的三條指令暫且不管
指令pop ebp彈出堆疊頂的一個記憶體單元并把該記憶體單元內的值賦值給ebp，而這個值就是呼叫Add()之前main()的ebp的值，因此執行流便回到了main()
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ret執行后
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由于先前保存了Add()下一條指令的地址，這條指令既是為了釋放形參變數的空間，也使得程式繼續執行呼叫Add()之后的代碼
esp+8使得形參x、y的空間被釋放
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下面一條指令把eax的值（就是z保存的值）賦值給ebp-20h處的記憶體（就是c），至此便完成了c=Add(a,b);這條代碼
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接著是呼叫庫函式printf()，
最后return 0回傳上一級呼叫main()的函式，由于是基于同樣的原理，就不再重復了，
希望本文對你對程式是如何執行的有了更深一層的認識，另外，由于作者水平非常有限，如果有錯誤，還請讀者能幫我指出，
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