函数调用过程再分析

缘起：

　　前天读《链接器和装载器》第二章，看到有提起“过程调用”一节，仔细想来还有些细节不清晰，一时兴起，做个了断，以下是记录……

正文：

　　1，先解释一下：

　　　　A：当进入到函数的时候，机器执行的一般步骤：

　　　　　　1）ebp压栈；
　　　　　　2）将esp赋给ebp，现在ebp就是当前的栈顶了；
　　　　　　3）将esp减去一个偏移值，这个偏移值就是为该过程所留的栈空间，这时esp指向了虚拟的栈顶；
　　　　　　4）从栈底，即esp所指向的地址开始（包括这个地址）给局部变量分配空间，一般第一个局部变量的地址就是esp的值，依次往下分配；
　　　　　　5）当这些局部变量用完之后，将ebp重新赋值给esp，这时候esp重新指向栈顶；
　　　　　　6）出栈操作，也就是将旧的ebp值返回给ebp；
　　　　　　7）ret，过程返回，即将eip（指令寄存器）的值赋值为当前栈顶的值；

　　　　B：使用的测试环境：

　　　　　　1）vs2008，VC++ win32控制台项目；

　　　　　　2）编译选项：去掉/RTC1，改/ZI为/Zi（为了去掉vs2008产生供Edit+Continue使用的附加代码）；

　　2，上图（手工绘制，比较粗糙）：

图1 调用函数时堆栈的变化情况

　　3，一段实例：

　　　　A：C源代码（仅作为测试之用，没有任何意义）

代码

#include <stdio.h>

int a_plus_b(int a, int b)
{
    // 只为了解释用，没有任何意义
    int c1 = 1;
    int c3 = a+b-c1;
    return c3;
}

int main()
{
    int a = 1, b = 2;

    int c = a_plus_b(a, b);

    printf("%d + %d = %d", a, b, c);
}

　　　　B：反汇编后的代码（部分带有注释，请参考之）

代码

 1 #include <stdio.h>
 2 
 3  int a_plus_b(int a, int b)
 4 {
 5 ;=============================================
 6 ;保留当前的栈顶到ebp中，原始ebp存放到栈空间中
 7 00401CB0  push        ebp  
 8 00401CB1  mov         ebp,esp 
 9 ;=============================================
10 ;在栈上预留8个字节的局部变量空间
11 00401CB3  sub         esp,8 
12 ;=============================================
13     int c1 = 1;
14 ;=============================================
15 ;c1的地址就是预留栈空间的第一个int空间处
16 00401CB6  mov         dword ptr [c1],1 
17 ;=============================================
18     int c3 = a+b-c1;
19 00401CBD  mov         eax,dword ptr [a] 
20 00401CC0  add         eax,dword ptr [b] 
21 00401CC3  sub         eax,dword ptr [c1] 
22 ;=============================================
23 ;c3的地址是预留栈空间的第二个int空间处
24 00401CC6  mov         dword ptr [c3],eax 
25 ;=============================================
26     return c3;
27 00401CC9  mov         eax,dword ptr [c3] 
28 }
29 ;=============================================
30 ;将ebp中保存的原来刚进入该过程的栈顶位置重新赋值到esp中
31 ;称之为还原栈顶
32 00401CCC  mov         esp,ebp 
33 ;=============================================
34 ;还原ebp
35 00401CCE  pop         ebp  
36 ;=============================================
37 ;将栈顶保存的返回地址，弹出到eip中
38 00401CCF  ret              
39 ;=============================================
40 
41  int main()
42 {
43 00401CD0  push        ebp  
44 00401CD1  mov         ebp,esp 
45 00401CD3  sub         esp,0Ch 
46     int a = 1, b = 2;
47 00401CD6  mov         dword ptr [a],1 
48 00401CDD  mov         dword ptr [b],2 
49     //const char *cpc = "hello, world";
50  
51     int c = a_plus_b(a, b);
52 
53 ;=============================================
54 ;传递过程的参数
55 00401CE4  mov         eax,dword ptr [b] 
56 00401CE7  push        eax  
57 00401CE8  mov         ecx,dword ptr [a] 
58 00401CEB  push        ecx  
59 ;=============================================
60 ;开始调用，注意这条语句之后的地址是：00401CF1 
61 ;这个地址将要存放到当前栈顶        
62 00401CEC  call        @ILT+0(_a_plus_b) (401005h) 
63 ;=============================================
64 00401CF1  add         esp,8 
65 00401CF4  mov         dword ptr [c],eax 
66 
67     printf("%d + %d = %d", a, b, c);
68 00401CF7  mov         edx,dword ptr [c] 
69 00401CFA  push        edx  
70 00401CFB  mov         eax,dword ptr [b] 
71 00401CFE  push        eax  
72 00401CFF  mov         ecx,dword ptr [a] 
73 00401D02  push        ecx  
74 00401D03  push        offset ___globallocalestatus-10h (405000h) 
75 00401D08  call        dword ptr [__imp__printf (406230h)] 
76 00401D0E  add         esp,10h 
77 }
78 00401D11  xor         eax,eax 
79 00401D13  mov         esp,ebp 
80 00401D15  pop         ebp