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汇编函数的实现

本文来讨论一下汇编中函数的实现。我的环境：ubuntu 18.04，gcc 7.5.0

我们首先看下我们的 c/c++ 函数代码，编译器会给我们生成什么样的汇编函数代码。

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void func() {
    int a = 10;
    return;
}

int main() {
    func();
    return 0;
}

我们通过编译，并且反汇编来查看汇编代码

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gcc main.c -g -m32 -o main
objdump -d -M intel main

如下是汇编代码：

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0000054b <__x86.get_pc_thunk.ax>:
 54b:	8b 04 24             	mov    eax,DWORD PTR [esp]
 54e:	c3                   	ret    
 54f:	90                   	nop

000004ed <func>:
 4ed:	55                   	push   ebp
 4ee:	89 e5                	mov    ebp,esp
 4f0:	83 ec 10             	sub    esp,0x10
 4f3:	e8 53 00 00 00       	call   54b <__x86.get_pc_thunk.ax>
 4f8:	05 e4 1a 00 00       	add    eax,0x1ae4
 4fd:	c7 45 fc 0a 00 00 00 	mov    DWORD PTR [ebp-0x4],0xa
 504:	90                   	nop
 505:	c9                   	leave  
 506:	c3                   	ret    
 
 00000532 <main>:
 532:	55                   	push   ebp
 533:	89 e5                	mov    ebp,esp
 535:	e8 11 00 00 00       	call   54b <__x86.get_pc_thunk.ax>
 53a:	05 a2 1a 00 00       	add    eax,0x1aa2
 53f:	e8 a9 ff ff ff       	call   4ed <func>
 544:	b8 00 00 00 00       	mov    eax,0x0
 549:	5d                   	pop    ebp
 54a:	c3                   	ret

我们来解释一下，我们知道生成的二进制执行过程前，会做很多初始化工作，之后才会跳到 main 函数执行。

  • ebp 是栈底指针，push ebp 先将栈底指针存储到栈中，此时 esp 会减 4，我们目前是 32 位机器架构，所以栈的每一个 slot 是 4 字节。
  • mov ebp,esp 将栈顶指针 esp 寄存器的值存入 ebp 中。
  • 接下来是 call 54b <__x86.get_pc_thunk.ax> 和 add eax,0x1aa2 这两句汇编，我们先不看
  • call 4ed <func> 就是在调用 func 函数，call 指令会将 IP 寄存器保存到栈中，并跳到 func 地址出执行 func 函数
  • func 函数中也是先将 ebp 寄存器压栈，然后将 esp 寄存器的内容写入到 ebp 中。
  • sub esp, 0x10 是给 func 函数开辟一段栈内存用于函数内部使用
  • mov dword ptr [ebp-0x04], 0xa ，这句代码就是 int a = 10，编译器给 a 在栈内存 [ebp-0x04] 处分配了内存，并且标明了是 dword 4 字节大小
  • leave 的意思为 mov esp, ebp 和 pop ebp 这两句代码
  • 最后 ret 的意思是 pop IP，从栈中取出数据给 IP 寄存器赋值，相当于跳到刚开始 call 为止的下一句代码
  • 在 main 函数中，继续 pop ebp 和 ret 即可退出 main 函数的栈