C語言過程（函式）的機器級表示

乙個函式呼叫包括將資料（包括引數和返回值）和控制從**一部分傳到另一部分。還包括對函式內區域性變數分配空間，並在退出時釋放空間。其中，轉移控制到過程和從過程轉移出控制——使用指令；區域性變數的分配和釋放通過程式棧來實現。

棧由高位址向低位址方向增長。對單個過程分配的棧稱為棧幀。以兩個指標來界定：幀指標%ebp和棧指標%esp.棧指標是不斷變化的，所以大多數資訊基於幀指標%ebp.(注意在我的電腦上，幀指標是%esp，所以在彙編時總是由 movl 8(%esp) %eax來得到引數)。

從上圖的棧幀結構中看到，假設p呼叫q。

乙個簡單的sum呼叫函式：

int accum = 0;
int sum(int x, int y)
int main()

該函式使用gcc –o sum sum.c –o1得到可執行檔案sum。對該可執行檔案使用objdump –d sum 得到反彙編**如下：

080483b4 :

80483b4: 8b 44 24 08 mov 0x8(%esp),%eax

80483b8: 03 44 24 04 add 0x4(%esp),%eax

80483bc: 01 05 18 a0 04 08 add %eax,0x804a018

80483c2: c3 ret

080483c3 :

80483c3: 83 ec 08 sub $0x8,%esp

80483c6: c7 44 24 04 03 00 00 movl $0x3,0x4(%esp)

80483cd: 00

80483ce: c7 04 24 01 00 00 00 movl $0x1,(%esp)

80483d5: e8 da ff ff ff call 80483b4 80483da: 83 c4 08 add $0x8,%esp

80483dd: c3 ret

【彙編的乙個習慣技巧】

對下面的乙個**片段：

call next

popl %eax

這是乙個彙編**的習慣用法，結果是把popl指令位址放入%eax中——將程式計數器值放入整數暫存器的唯一方法。

這不是乙個過程呼叫，因為跳轉的結果與指令順序相同：

執行call next前，pc設為popl指令的位址（pc始終設定為下條指令位址）；

執行call next後，%esp被設定為popl指令位址（因為它是呼叫者的返回位址）；程式同時也跳轉到了popl指令，（此時幀指標和棧指標是重合的，棧指標%esp只有在宣告新區域性變數時會增大，所以%esp還儲存的是popl的位址），根據: %eax = m[r[%esp]]，所以popl指令位址放入了%eax中

暫存器組是被所有過程共享的資源，但同一時刻只有乙個過程啟用，所以需要保證被呼叫者不會影響呼叫者在暫存器中的值。

將%eax, %edx, %ecx作為呼叫者儲存暫存器，被呼叫者可以覆蓋這些暫存器；

將%ebx, %ebi, %edi作為被呼叫者儲存暫存器，需要在過程開始前pushl，在過程結束後popl到暫存器。

int swap_add(int *xp, int *yp)
int caller()

彙編**為：

swap_add:
.lfb0:
.cfi_startproc
pushl %ebx
.cfi_def_cfa_offset 8
.cfi_offset 3, -8
movl 8(%esp), %ebx
movl 12(%esp), %ecx
movl (%ebx), %edx
movl (%ecx), %eax
movl %eax, (%ebx)
movl %edx, (%ecx)
addl %edx, %eax
popl %ebx
.cfi_def_cfa_offset 4
.cfi_restore 3
ret.cfi_endproc
caller:
.lfb1:
.cfi_startproc
subl $24, %esp
.cfi_def_cfa_offset 28
movl $534, 16(%esp)
movl $1057, 20(%esp)
leal 20(%esp), %eax
movl %eax, 4(%esp)
leal 16(%esp), %eax
movl %eax, (%esp)
call swap_add
addl $24, %esp
.cfi_def_cfa_offset 4
ret.cfi_endproc

對caller棧幀，分配如下：

共32個位元組：

+24 (乙個空閒位，在書上該位用來存放了「儲存的%ebp"）

+20 arg2

+16 arg1

+8+4 &arg2

&arg1（%esp儲存該位址）

返回位址(from ret)

&arg1

返回位址(call呼叫會儲存該位址)

initial %ebx(%esp儲存該位址，由於沒有」儲存的%ebp「，所以該位置就類似於書上的%ebp位置。)

pushl %ebp

movl %esp %ebp (這一步結束，就將%ebp指向了」儲存的%ebp「的位址。）

在結束部分，要恢復%ebp的值：

popl %ebp

ret棧規則的關鍵是：每次函式呼叫它都會儲存自己的私有資訊（包括返回位址、棧指標%ebp、被呼叫者儲存暫存器值%ebp等，如果需要還有其他區域性變數）。

C語言過程（函式）的機器級表示

資料的機器級表示與處理 C語言的運算

程式的機器級表示

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程式的機器級表示

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