C/C++拾遺錄--關于一個C語言小程序的分析

雖然編了幾年程序，但是對于程序到底是什么規則變成匯編代碼的，在這里搞了一個小程序。用VC查看了一下匯編代碼。在此之前先介紹一下關于函數運行是堆棧變化的細節。

在高級語言編寫程序時，函數的調用是很常見的事情，但是在函數調用過程中堆棧的變化通常有幾個細節：

1.父函數將函數的實參按照從右至左的順序壓入堆棧；

2.CPU將父函數中函數調用指令Call的下一條指令地址EIP壓入堆棧；

3.父函數通過Push Ebp指令將基址指針EBP的值壓入堆棧，并通過Mov Ebp,Esp指令將當前堆棧指針Esp值傳給Ebp；

4.通過Sub Esp,m（m是字節數）指令可以為存放函數中的局部變量開辟內存。函數在執行的時候如果需要訪問實參或局部變量，都可以通過EBP指針來指引完成。

windows系統下常用的函數調用通常有種，__cdecl和__stdCall。

1.在VC、.net等開發環境中，編寫命令行程序時的Main或者_tmain函數，以及大家自己定義的很多函數都是默認采用__cdecl調用方式；

2.通過MFC編寫圖形界面程序的時候，其主函數聲明為extern "C" int WINAPI tWinMain(參數)，該函數的調用約定是__stdCall。WINAPI和PASCAL等都是__stdCall的宏定義,是一個意思，此外，大家平時調用的API函數，絕大多數都是采用__staCall的調用方式；

3.__cdecl調用方式的函數，父函數在調用子函數的時候，先將子函數的實參按照從右至左的順序壓入堆棧中，子函數返回后，父函數通過Sub Esp,n（n=函數實參個數*4）指令來恢復堆棧；

4.__stdCall調用約定函數，子函數調用時實參入棧順序也是從左到右，但是堆棧恢復是子函數返回時自己通過Ret n指令來完成的。

下邊就是針對這些知識進行的部分實踐：

[cpp] view plaincopy
  1. #include<stdio.h>??
  2. #include<windows.h>??
  3. #include<stdlib.h>??
  4. int?fun(char?*szIn,?int?nTest)??
  5. {??
  6. ????char?szBuf[9];??
  7. ????printf("%d\n",nTest);??
  8. ????strcpy(szBuf,szIn);??
  9. ????return?0;??
  10. }??
  11. int?main(int?argc,?char?*argv[])??
  12. {??
  13. ????char?sz_In[]?=?"1234567";??
  14. ????fun(sz_In,888);??
  15. ????return?0;??
  16. }??

匯編代碼

[plain] view plaincopy
  1. 00401003???int?????????3??
  2. 00401004???int?????????3??
  3. @ILT+0(?fun@@YAHPADH@Z):??
  4. 00401005???jmp?????????fun?(00401020)????//進入fun函數??
  5. @ILT+5(_main):??
  6. 0040100A???jmp?????????main?(00401080)????//進入main函數，該位置是整段代碼的入口??
  7. 0040100F???int?????????3??
  8. 00401010???int?????????3??
  9. 00401011???int?????????3??
  10. 00401012???int?????????3??
  11. 00401013???int?????????3??
  12. 00401014???int?????????3??
  13. 00401015???int?????????3??
  14. 00401016???int?????????3??
  15. 00401017???int?????????3??
  16. 00401018???int?????????3??
  17. 00401019???int?????????3??
  18. 0040101A???int?????????3??
  19. 0040101B???int?????????3??
  20. 0040101C???int?????????3??
  21. 0040101D???int?????????3??
  22. 0040101E???int?????????3??
  23. 0040101F???int?????????3??
  24. ---?c:\project\heap1\heap1.cpp??--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------??
  25. 1:????#include<stdio.h>??
  26. 2:????#include<windows.h>??
  27. 3:????#include<stdlib.h>??
  28. 4:????int?fun(char?*szIn,?int?nTest)??
  29. 5:????{??
  30. 00401020???push????????ebp??
  31. 00401021???mov?????????ebp,esp???????????????//保存基址指針，并將現在的棧頂保存為基址指針。??
  32. 00401023???sub?????????esp,4Ch???????????????//騰出一部分堆棧區用于存放局部變量。??
  33. 00401026???push????????ebx??
  34. 00401027???push????????esi??
  35. 00401028???push????????edi???????????????????//保存三個寄存器的值。??
  36. 00401029???lea?????????edi,[ebp-4Ch]??
  37. 0040102C???mov?????????ecx,13h??
  38. 00401031???mov?????????eax,0CCCCCCCCh??
  39. 00401036???rep?stos????dword?ptr?[edi]???????//將騰出的4Ch的空間初始化值為0xCC。???
  40. 6:????????char?szBuf[9];??
  41. 7:????????printf("%d\n",nTest);??
  42. 00401038???mov?????????eax,dword?ptr?[ebp+0Ch]??
  43. 0040103B???push????????eax??
  44. 0040103C???push????????offset?string?"%d\n"?(0042201c)????//先后壓入棧中兩個地址，nTest，一個是一個字符串指針。??
  45. 00401041???call????????printf?(004011d0)????????????????????????????//調用printf函數時，它會自動做到堆棧平衡。??
  46. 00401046???add?????????esp,8????????????????????????????????????????//由于剛才壓入和兩個參數，所以在這里手動將兩個參數彈出堆棧??
  47. 8:????????strcpy(szBuf,szIn);??
  48. 00401049???mov?????????ecx,dword?ptr?[ebp+8]?????????????????????????
  49. 0040104C???push????????ecx???????????????????????????//壓入szIn的指針。這個參數在高出基址的8位處，也就是調用該函數前壓入棧中的。??
  50. 0040104D???lea?????????edx,[ebp-0Ch]??
  51. 00401050???push????????edx?????????????????//壓入szBuf的指針，這個函數在低于基址的OCh位處，這是調用函數后分配的。局部變量的分配大??
  52. 00401051???call????????strcpy?(004010e0)???//小都是按4的倍數分配的，所以盡管szBuf[9]但是也分配在了0Ch處。??
  53. 00401056???add?????????esp,8??
  54. 9:????????return?0;??
  55. 00401059???xor?????????eax,eax?????????????//返回值在EAX中。??
  56. 10:???}??
  57. 0040105B???pop?????????edi??
  58. 0040105C???pop?????????esi??
  59. 0040105D???pop?????????ebx?????????????????//彈出保存的數據。??
  60. 0040105E???add?????????esp,4Ch?????????????//消除為局部變量騰出的空間。??
  61. 00401061???cmp?????????ebp,esp??
  62. 00401063???call????????__chkesp?(00401250)?//檢驗是否在用戶自定義匯編代碼中修改了ebp和esp的相對關系。一般情況下EBP>ESP??
  63. 00401068???mov?????????esp,ebp?????????????//將原基址恢復給棧頂寄存器。??
  64. 0040106A???pop?????????ebp?????????????????//彈出原調用函數的堆棧基址。??????????????
  65. 0040106B???ret?????????????????????????????//函數返回。???
  66. ---?No?source?file??--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------??
  67. 0040106C???int?????????3??
  68. 0040106D???int?????????3??
  69. 0040106E???int?????????3??
  70. 0040106F???int?????????3??
  71. 00401070???int?????????3??
  72. 00401071???int?????????3??
  73. 00401072???int?????????3??
  74. 00401073???int?????????3??
  75. 00401074???int?????????3??
  76. 00401075???int?????????3??
  77. 00401076???int?????????3??
  78. 00401077???int?????????3??
  79. 00401078???int?????????3??
  80. 00401079???int?????????3??
  81. 0040107A???int?????????3??
  82. 0040107B???int?????????3??
  83. 0040107C???int?????????3??
  84. 0040107D???int?????????3??
  85. 0040107E???int?????????3??
  86. 0040107F???int?????????3??
  87. ---?c:\project\heap1\heap1.cpp??--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------??
  88. 11:???int?main(int?argc,?char?*argv[])??
  89. 12:???{??
  90. 00401080???push????????ebp??
  91. 00401081???mov?????????ebp,esp???????????????????????//保存堆棧基址??
  92. 00401083???sub?????????esp,48h???????????????????????//騰出局部變量空間????
  93. 00401086???push????????ebx??
  94. 00401087???push????????esi??
  95. 00401088???push????????edi???????????????????????????//保存3個寄存器????
  96. 00401089???lea?????????edi,[ebp-48h]??
  97. 0040108C???mov?????????ecx,12h??
  98. 00401091???mov?????????eax,0CCCCCCCCh????????????????//初始化局部變量空間??
  99. 00401096???rep?stos????dword?ptr?[edi]??
  100. 13:???????char?sz_In[]?=?"1234567";??
  101. 00401098???mov?????????eax,[string?"1234567"?(00422020)]??
  102. 0040109D???mov?????????dword?ptr?[ebp-8],eax??
  103. 004010A0???mov?????????ecx,dword?ptr?[string?"1234567"+4?(00422024)]??
  104. 004010A6???mov?????????dword?ptr?[ebp-4],ecx?????????//將字符串通過寄存器將字符拷貝到分配的空間中。??
  105. 14:???????fun(sz_In,888);??
  106. 004010A9???push????????378h???????????????????????????
  107. 004010AE???lea?????????edx,[ebp-8]??
  108. 004010B1???push????????edx??????//從右至左將參數壓入堆棧中，數字直接壓入數值，字符串則壓入字符串指針??
  109. 004010B2???call????????@ILT+0(fun)?(00401005)??
  110. 004010B7???add?????????esp,8????????????????????????//恢復堆棧??
  111. 15:???????return?0;??
  112. 004010BA???xor?????????eax,eax??????????????????????//返回值在EAX中??
  113. 16:???}??
  114. 004010BC???pop?????????edi??
  115. 004010BD???pop?????????esi??
  116. 004010BE???pop?????????ebx??????????????????????????//恢復3個寄存器??
  117. 004010BF???add?????????esp,48h??????????????????????//清除局部變量空間??
  118. 004010C2???cmp?????????ebp,esp??
  119. 004010C4???call????????__chkesp?(00401250)??????????//檢測堆棧指針與堆棧基址?????
  120. 004010C9???mov?????????esp,ebp??????????????????????//恢復調用函數的棧頂??
  121. 004010CB???pop?????????ebp??????????????????????????//恢復調用函數的堆棧基址??
  122. 004010CC???ret??????????????????????????????????????//函數返回??
  123. ---?No?source?file??--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------??
  124. 004010CD???int?????????3??
  125. 004010CE???int?????????3??

關于這個程序的堆棧使用情況也做了一下分析，如圖：

?

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