?前言?

讀完這篇博客，你可以明白什么？

①局部變量到底是怎么在棧上創(chuàng)建的？

②為什么局部變量不初始化為隨機(jī)值？

③函數(shù)是怎么傳參的？傳參的先后順序是什么？

④形參和實(shí)參是什么關(guān)系？

⑤函數(shù)調(diào)用是怎么實(shí)現(xiàn)的？

⑥函數(shù)調(diào)用后是怎么返回的？? ?

?在這篇博客里，我將帶領(lǐng)大家利用反匯編從底層上理解，不用擔(dān)心，都是零基礎(chǔ)入門的。當(dāng)你學(xué)完這篇博客去面試，面試官會(huì)非常高興，覺得這小伙子真??。所以學(xué)起來吧！

???作者概況:? 就讀南京郵電大學(xué)努力學(xué)習(xí)的大一小伙

???聯(lián)系方式：2879377052（QQ小號）? ? ? ? ? ? ?

???資源推薦：C語言從入門到進(jìn)階

???今日書籍分享：??《深入理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)》? ? ? ? ? ? ? ? ???

目錄

一、寄存器

二、main函數(shù)的調(diào)用

三、準(zhǔn)備階段

?四、main棧幀的創(chuàng)建分析

?五、add函數(shù)棧幀的創(chuàng)建

?六、add函數(shù)棧幀的銷毀?

七、main函數(shù)棧幀的銷毀

八、完整反匯編代碼

九、后記

一、寄存器

在C語言中我們可以把寄存器當(dāng)成指針來看待，他可以指向一塊空間，也可以用來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。現(xiàn)在向大家介紹以下幾種基本寄存器

參考博客：函數(shù)棧幀的創(chuàng)建和銷毀(圖解)

二、main函數(shù)的調(diào)用

main函數(shù)其實(shí)也是被其他函數(shù)調(diào)用的，函數(shù)調(diào)用關(guān)系如下：

mainCRTStartup? →? ?__tmainCRTStartup? →? main?

?

（在調(diào)用堆棧中即可觀察到）?

三、準(zhǔn)備階段

①首先我們寫一段簡單的代碼，將代碼的每個(gè)過程拆分的盡可能簡單以便于我們對過程的觀察

int add(int x,int y){	int z = 0;	z = x + y;	return z;}int main(){	int a = 10;	int b = 20;	int c = add(a,b);	return 0;}

?②在調(diào)試狀態(tài)下轉(zhuǎn)入反匯編模式

?

（完整連續(xù)反匯編代碼請看文章結(jié)尾。這里分塊講解）?

?看不懂沒關(guān)系，現(xiàn)在逐一解釋

我們知道，函數(shù)的調(diào)用都需要在棧區(qū)上開辟空間，那么我們先來解答幾個(gè)問題：

1.什么是棧？

【答】棧是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它按照后進(jìn)先出的原則存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，先進(jìn)入的數(shù)據(jù)被壓入棧底，最后的數(shù)據(jù)在棧頂，需要讀數(shù)據(jù)的時(shí)候從棧頂開始彈出數(shù)據(jù)。棧區(qū)內(nèi)存空間的使用是從高地址向低地址處使用的。

2.什么是壓棧？什么是出棧？

【答】一個(gè)形象的比喻就是機(jī)槍彈夾。壓棧的過程就是壓入一個(gè)元素，相當(dāng)于向機(jī)槍彈夾壓入子彈；出棧的過程就是彈出一個(gè)元素，相當(dāng)于子彈彈出來的過程。這正好對應(yīng)了棧的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)——先進(jìn)入的數(shù)據(jù)被壓在棧底，后進(jìn)入的數(shù)據(jù)在棧頂。

3.為什么一個(gè)數(shù)據(jù)在內(nèi)存中是“倒著”存放的（注意顯示的是16進(jìn)制）?

【答】數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)涉及大小端問題：

①什么是大小端

>大端（存儲(chǔ)）模式是指數(shù)據(jù)的低位保存在內(nèi)存的高地址中，而數(shù)據(jù)的高位，保存在內(nèi)存的低地址中。
>小端（存儲(chǔ)）模式是指數(shù)據(jù)的低位保存在內(nèi)存的低地址中，而數(shù)據(jù)的高位,，保存在內(nèi)存的高地址中。

?②為什么有大小端

存放的內(nèi)容大于1個(gè)字節(jié)，必然存在著如何將多字節(jié)安排的問題。因此就出現(xiàn)了大小端。具體大小端取決于編譯器，一般為小端存儲(chǔ)。?

?四、main棧幀的創(chuàng)建分析

1.我們之前提到，main函數(shù)是由__tmianCRTStartup函數(shù)調(diào)用的，所以在創(chuàng)建main函數(shù)棧幀前，ebp和esp寄存器維護(hù)--tmainCRTStartup的棧區(qū)，分別存放指向棧幀的棧頂和棧底。

2.同時(shí)注意，棧區(qū)上內(nèi)存的使用是從高地址向低地址處使用的

【過程一:??push? ?ebp?】

?【解釋】push指令的作用：它首先減小esp的值，再將源操作數(shù)復(fù)制到棧地址，每次esp地址減去四字節(jié)。最終效果就是在棧頂壓入一個(gè)元素，元素的值為ebp的地址。（4個(gè)字節(jié)）

【補(bǔ)充】內(nèi)容不隨指令執(zhí)行而變化的操作數(shù)為源操作數(shù),內(nèi)容隨執(zhí)行指令而改變的操作數(shù)為目標(biāo)操作數(shù)。

?

?

?【過程二:? mov? ? ebp，esp?】

?【解釋】mov指令作用：將一個(gè)數(shù)據(jù)從源地址傳送到目標(biāo)地址，源操作地址的內(nèi)容不變。最終效果是將esp的地址賦值給ebp。寄存器指向的空間發(fā)生改變。

?

?【過程三:? ?sub? ? esp，0E4h】

?【解釋】sub指令的作用：減操作指令，地址減去相應(yīng)的數(shù)值。最終效果就是esp的地址減去0E4h。

?

?【過程四：push ebx，esi，edi】

?【解釋】前面我們提到過push的過程就壓入元素的過程。那壓入這三個(gè)元素有什么用呢？等會(huì)就明白。

??【過程五：lea? edi，[ebp- 0E4hh]? /? mov ? ecx,9? /? mov ? eax, 0CCCCCCCCh】

【解釋】Load Effective Address，即裝入有效地址的意思，它的操作數(shù)就是地址。在這里的效果就是將ebp+FFFFFF1Ch的值賦給edi。勾選“顯示符號名后可以發(fā)現(xiàn)：

?

?ebp - 0E4h不正是當(dāng)初esp - 0E4h時(shí)的地址嗎？

?執(zhí)行mov指令后，我們可以發(fā)現(xiàn)寄存器eax，ecx的值發(fā)生變化。

?

?【過程六：?rep stos ? ?dword ptr es:[edi]?】???

?【解釋】rep指令的作用是：重復(fù)后面的指令。stos指令的作用是將eax中的值拷貝到es：edi指向的地址。ecx表示重復(fù)操作的次數(shù)。dword表示4個(gè)字節(jié)。所以整句指令的作用是：從edi開始，向高地址方向，將ecx個(gè)4字節(jié)內(nèi)存全部修改為eax的值。

?（可以看到，執(zhí)行操作后edi上相應(yīng)數(shù)量的四字節(jié)內(nèi)存被賦值為cc cc cc cc。這也解釋了為什么我們不初始化，變量默認(rèn)的初始值為cc cc cc cc）

（完整連續(xù)反匯編代碼請看文章結(jié)尾。這里分塊講解）??

【過程七：mov? ? ?dword? ptr? [ebp - 14h] ，14h】?

【解析】將ebp - 14地址處的四字節(jié)內(nèi)容修改為14h（10進(jìn)制中的20），也就是完成了給b賦值為20的動(dòng)作。下一條語句同理。

??至此main函數(shù)的棧幀創(chuàng)建的準(zhǔn)備階段完成。我們準(zhǔn)備進(jìn)入add函數(shù)

【過程八：mov? ?eax,dword ptr [ebp -?8h]? ?/? ?push ? ?eax】

【解析】將ebp - 14地址處的數(shù)值儲(chǔ)存到eax處；壓棧，將一個(gè)數(shù)值與eax相等的元素壓入棧中。ebp - 14這個(gè)地址好像似曾相識(shí)，沒錯(cuò)，這正是b的地址，所以這條語句的作用實(shí)際上即使將b的值傳到eax中。同理，a的值被存儲(chǔ)到ecx中去。

（實(shí)際上，上述過程解釋了函數(shù)究竟是如何傳參的。傳參的順序和變量創(chuàng)建的順序恰好相反，先傳b再傳a。同時(shí)注意函數(shù)傳參并不是在add函數(shù)棧幀內(nèi)完成的，而是在main函數(shù)的棧幀內(nèi)完成，通過寄存器eax和ecx實(shí)現(xiàn)變量的傳遞）

?【過程九：call? ? 00AD1023】?

?【解析】call指令的作用是：將下一條的指令的ip壓入棧中，并轉(zhuǎn)移到即將被調(diào)用的子程序。相當(dāng)于push ip +? jmp near ptr 標(biāo)號。我們現(xiàn)在來觀察棧頂?shù)淖兓?/p>

??在call指令一行們按F11觀察call的作用

?

我們驚奇的發(fā)現(xiàn)棧頂自動(dòng)壓入了一個(gè)元素，元素的值為——call指令的下一條指令的地址?。那壓入這個(gè)元素有什么用呢？試想，當(dāng)call指令調(diào)用add函數(shù)后，我們跳轉(zhuǎn)到add函數(shù)內(nèi)部，那函數(shù)結(jié)束后如何保證我們從add函數(shù)后面的語句繼續(xù)執(zhí)行呢？靠的就是棧頂壓入的地址，根據(jù)這個(gè)地址我們可以回到call指令的下一條語句。

再次按下F11后我們就跳轉(zhuǎn)到add函數(shù)內(nèi)部。

?五、add函數(shù)棧幀的創(chuàng)建

?

（完整連續(xù)反匯編代碼請看文章結(jié)尾。這里分塊講解）??

?這一部分的操作和main函數(shù)內(nèi)完全一致，都是為棧幀的創(chuàng)建做準(zhǔn)備。畫一個(gè)動(dòng)圖，不再贅述。

?我們現(xiàn)在研究接下來指令。?

?

（完整連續(xù)反匯編代碼請看文章結(jié)尾。這里分塊講解）??

?【過程一：mov? ? dword ptr [ebp-8]，0】

?【解析】將ebp - 8 的地址賦值為0。也就代表著將Z初始化為0

?

【過程二：mov? ? eax, dword ptr [ebp+8]】

?【解析】將 ebp + 8 （從上圖觀察）處的值賦值給eax。此時(shí)eax儲(chǔ)存著形參a的值

【過程三：add ? ? eax, dword ptr [ebp+0Ch]】

【解析】將eax加上 ebp + 12 處的值。此時(shí)eax表示這a+b的值

【過程四：mov? ?? dword ptr [ebp-8], eax】

【解析】將eax儲(chǔ)存的a+b的值傳送到ebp - 8的地址處，也就是賦值給變量Z

【總結(jié)】從上面我們也可以加深這樣的認(rèn)識(shí)：形參只是實(shí)參的一個(gè)臨時(shí)拷貝，所以修改形參當(dāng)然不會(huì)影響實(shí)參。?

【過程五：mov? ? ?eax, dword ptr [ebp-8]】

【解析】我們知道函數(shù)內(nèi)創(chuàng)建的臨時(shí)變量出函數(shù)后被銷毀，那返回值是如何被帶回主函數(shù)的呢？靠的就是寄存器eax。這一步的操作就是 return返回 值的過程。

（完整連續(xù)反匯編代碼請看文章結(jié)尾。這里分塊講解）??

?六、add函數(shù)棧幀的銷毀?

【過程一：pop ? ?edi / esi / ebx】

【解析】pop的作用是將棧頂?shù)臄?shù)據(jù)彈出，彈出數(shù)據(jù)儲(chǔ)存到相應(yīng)寄存器中。每次pop過程中esp的地址自動(dòng)加4字節(jié)。

【過程二：mov? ? esp, ebp?】

?【解析】一句話就回收了為add函數(shù)開辟的內(nèi)存

【過程三：pop ebp】

【解析】彈出棧頂?shù)脑?，并將彈出的?shù)據(jù)儲(chǔ)存到ebp寄存器中。由于此時(shí)的棧頂元素事先存入main函數(shù)中ebp的地址，所以pop ebp時(shí)，將main函數(shù)中的ebp元素的地址存入ebp寄存器中

?【過程四：ret】

?【解析】ret指令的作用實(shí)際相當(dāng)于 pop IP。在這里實(shí)際就是彈出了棧頂事先存儲(chǔ)的add下一條指令的地址，并跳轉(zhuǎn)到該地址處。

?

?

（完整連續(xù)反匯編代碼請看文章結(jié)尾。這里分塊講解）??

?【過程五：mov ? ? dword ptr [ebp-20h]，eax】

?

?【解析】監(jiān)視我們可以發(fā)現(xiàn)ebp - 20所指向的對象就是c，所以這條語句的作用就是將返回值存儲(chǔ)到c中

七、main函數(shù)棧幀的銷毀

?

（完整連續(xù)反匯編代碼請看文章結(jié)尾。這里分塊講解）??

?如何理解之后的語句呢，其實(shí)和add函數(shù)棧幀的銷毀基本是一致的，因?yàn)槲覀兦懊嫣岬?，main函數(shù)也是被其他函數(shù)調(diào)用的。以此類推。

八、完整反匯編代碼

int main(){00031410  push        ebp  00031411  mov         ebp,esp  00031413  sub         esp,0E4h  00031419  push        ebx  0003141A  push        esi  0003141B  push        edi  0003141C  lea         edi,[ebp-0E4h]  00031422  mov         ecx,39h  00031427  mov         eax,0CCCCCCCCh  0003142C  rep stos    dword ptr es:[edi]  	int a = 10;0003142E  mov         dword ptr [a],0Ah  	int b = 20;00031435  mov         dword ptr [b],14h  	int c = add(a,b);0003143C  mov         eax,dword ptr [b]  0003143F  push        eax  00031440  mov         ecx,dword ptr [a]  00031443  push        ecx  00031444  call        _add (0310E6h)  00031449  add         esp,8  0003144C  mov         dword ptr [c],eax  	return 0;0003144F  xor         eax,eax  }00031451  pop         edi  00031452  pop         esi  00031453  pop         ebx  00031454  add         esp,0E4h  0003145A  cmp         ebp,esp  0003145C  call        __RTC_CheckEsp (03113Bh)  00031461  mov         esp,ebp  00031463  pop         ebp  00031464  ret  

int add(int x, int y){000313C0  push        ebp  000313C1  mov         ebp,esp  000313C3  sub         esp,0CCh  000313C9  push        ebx  000313CA  push        esi  000313CB  push        edi  000313CC  lea         edi,[ebp-0CCh]  000313D2  mov         ecx,33h  000313D7  mov         eax,0CCCCCCCCh  000313DC  rep stos    dword ptr es:[edi]  	int z = 0;000313DE  mov         dword ptr [z],0  	z = x + y;000313E5  mov         eax,dword ptr [x]  000313E8  add         eax,dword ptr [y]  000313EB  mov         dword ptr [z],eax  	return z;000313EE  mov         eax,dword ptr [z]  }000313F1  pop         edi  000313F2  pop         esi  000313F3  pop         ebx  000313F4  mov         esp,ebp  000313F6  pop         ebp  000313F7  ret  

?【注】這是后面補(bǔ)充的便于大家對知識(shí)的掌握有一個(gè)連貫性，所以在地址上有些不同。關(guān)注重要的指令即可。

九、后記

? ? ? ? 恭喜你學(xué)完了函數(shù)棧幀的創(chuàng)建和銷毀！覺得不錯(cuò)可以點(diǎn)個(gè)贊。大家最近是不是有一大波考試呢？祝大家考的都會(huì)，蒙的全對。