【C语言编译】C语言的函数调用的过程

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我是靠谱客的博主自信音响，最近开发中收集的这篇文章主要介绍【C语言编译】C语言的函数调用的过程，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

一.程序在内存中各个区域的分布（这里指的是物理内存中）

二.几个基本的汇编指令

三.常用寄存器

四.实例运行

参考：

https://blog.csdn.net/Jbinbin/article/details/87627806

https://www.cnblogs.com/aliflycoris/p/5746143.html

https://zhuanlan.zhihu.com/p/136174080

https://blog.csdn.net/ccboby/article/details/6042380

https://blog.csdn.net/mohan90118/article/details/47334199

https://blog.csdn.net/happylife1527/article/details/8072500

一.程序在内存中各个区域的分布（这里指的是物理内存中）

栈区（stack）：由编译器自动分配释放，存放函数的参数值，局部变量的值等。

堆区（heap）：堆内存只在程序运行时出现，一般由程序员手动分配和释放，一般可以使用malloc() & free() 函数来申请、释放。在操作系统下，如果程序员没释放，一般操作系统可以在程序结束后回收内存。

全局区（静态区）：全局变量和静态变量的存储是放在一块的，初始化的全局变量和静态变量在一块区域，未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域，该区域在程序结束后由操作系统释放。

常量区：字符串常量和其他常量的存储位置，程序结束后由操作系统释放。

代码段（代码区）：用来存放程序语句进行编译后，形成的机器代码。即存放函数体的二进制代码。

二.几个基本的汇编指令

call：将当前指令的“下一条指令的地址”保存到栈中，然后跳转至目标函数的地址。
ret ：弹出栈顶元素，上一个函数的“下一条指令的地址”，并转至该地址。
push：从栈顶入栈称为push，默认esp--。
pop：从栈底出栈称为pop，默认esp++。
mov：移动赋值，比如“mov ebp,esp”，将esp的值赋给ebp。
sub：减法，比如“sub esp,0E4h”，将esp减去0E4h。
add：加法，比如“add esp,8”，将esp加上8。
lea：赋值，比如“lea edi,[ebp+FFFFFF1Ch]”，和mov的区别是右值可以先做加法再赋值
stos：串行存储指令，它实现把eax中的数据放入到edi所指的地址中，同时edi后移4个字节，这里的stos实际上对应的是stosd，其他的还有stosb,stosw分别对应1，2个字节。sotre string 保存字符串之意。
rep stos：rep是指循环执行ecx次操作，结合stos就是将eax的值填充ecx次每次填充完就edi+=4个字节，这样就可以重定位edi==ebp，并且对栈帧做值初始化，语法如下：

lea edi,[ebp+FFFFFF1Ch]

mov ecx,39h

mov eax,0CCCCCCCCh

rep stos dword ptr es:[edi]

dword：双字就是四个字节。
ptr：pointer缩写即指针。
[]：里的数据是一个地址值，这个地址指向一个双字型数据，比如“mov eax, dword ptr [12345678]” 把内存地址12345678中的双字型（32位）数据赋给eax。
jmp：无条件跳转指令，对应于大量的条件跳转指令。
cmp：比较大小指令，结果用来设置标志位。

三.常用寄存器

在CPU中：读取指令（内存-->CPU）-->分析指令（CPU）-->执行指令（CPU）

eax:累积暂存器，
ebx:基底暂存器，
ecx:计数暂存器，
edx:资料暂存器
edi、esi：变址寄存器
esp：栈顶指针寄存器
ebp：栈底指针寄存器

四.实例运行

int myadd(int x, int y) {
	int m = 3;
	int n = 4;
	int z = x + y + m + n;
	return z;
}
int main() {
	int a = 1;
	int b = 2;
	int c = myadd(a, b);
	return 0;
}

VS调试模式下，按Ctrl+F11，就可以打开反汇编窗口。

我是在win32下编译的，所以每行指令的地址（如下）是8位的16进制数！（因为每一位是代表4bit，8位代表32bit，32bit的地址可以访问2^32B的内存空间，也就是4G）

00B81850
00B81851
00B81853
00B81859
00B8185A

如果是x64下编译的，指令的地址是16位的16进制数！（因为每一位是代表4bit，16位代表64bit，64bit的地址可以访问2^64B的内存空间）

00007FF756BE1700
00007FF756BE1702
00007FF756BE1703

这里，指令的地址指的是虚拟内存地址，

而，调试过程中的ebp、esp、edi、esi等存放的地址是实际的物理地址！

也就是说在实际运行中，cpu会根据需要从虚拟地址空间中取出代码段放到内存中的代码区（这里涉及到《现代操作系统》中的“虚拟内存”，这里不展开介绍）

汇编指令程序：

main函数

--- e:汇编测试源.cpp --------------------------------------------------------------
int main() {
00B81850  push        ebp  
00B81851  mov         ebp,esp  
00B81853  sub         esp,0E4h  
00B81859  push        ebx  
00B8185A  push        esi  
00B8185B  push        edi  
00B8185C  lea         edi,[ebp+FFFFFF1Ch]  
00B81862  mov         ecx,39h  
00B81867  mov         eax,0CCCCCCCCh  
00B8186C  rep stos    dword ptr es:[edi]  
	int a = 1;
00B8186E  mov         dword ptr [ebp-8],1  
	int b = 2;
00B81875  mov         dword ptr [ebp-14h],2  
	int c = myadd(a, b);
00B8187C  mov         eax,dword ptr [ebp-14h]  
00B8187F  push        eax  
00B81880  mov         ecx,dword ptr [ebp-8]  
00B81883  push        ecx  
00B81884  call        00B813E8  
00B81889  add         esp,8  
00B8188C  mov         dword ptr [ebp-20h],eax  
	return 0;
00B8188F  xor         eax,eax  
}
00B81891  pop         edi  
00B81892  pop         esi  
00B81893  pop         ebx  
00B81894  add         esp,0E4h  
00B8189A  cmp         ebp,esp  
00B8189C  call        00B8114F  
00B818A1  mov         esp,ebp  
00B818A3  pop         ebp  
00B818A4  ret

跳转：

_mainCRTStartup:
00B8105A  jmp         00B82060  

myadd:
00B813E8  jmp         00B817D0 

__RTC_CheckEsp:
00B8114F  jmp         00B81B60
00B81B60  bnd jne     00B81B65   

esperror:
00B81B65  push        ebp

myadd函数：

--- e:汇编测试源.cpp --------------------------------------------------------------
int myadd(int x, int y) {
00B817D0  push        ebp  
00B817D1  mov         ebp,esp  
00B817D3  sub         esp,0E4h  
00B817D9  push        ebx  
00B817DA  push        esi  
00B817DB  push        edi  
00B817DC  lea         edi,[ebp+FFFFFF1Ch]  
00B817E2  mov         ecx,39h  
00B817E7  mov         eax,0CCCCCCCCh  
00B817EC  rep stos    dword ptr es:[edi]  
	int m = 3;
00B817EE  mov         dword ptr [ebp-8],3  
	int n = 4;
00B817F5  mov         dword ptr [ebp-14h],4  
	int z = x + y + m + n;
00B817FC  mov         eax,dword ptr [ebp+8]  
00B817FF  add         eax,dword ptr [ebp+0Ch]  
00B81802  add         eax,dword ptr [ebp-8]  
00B81805  add         eax,dword ptr [ebp-14h]  
00B81808  mov         dword ptr [ebp-20h],eax  
	return z;
00B8180B  mov         eax,dword ptr [ebp-20h]  
}
00B8180E  pop         edi  
00B8180F  pop         esi  
00B81810  pop         ebx  
00B81811  mov         esp,ebp  
00B81813  pop         ebp  
00B81814  ret

接下来结合图表详细展示汇编的过程：

main函数执行之前其实有一个_mainCRTStartup函数，

操作系统装载应用程序后，做完初始化工作就转到程序的入口点执行。程序的默认入口点由连接程序设置，不同的连接器选择的入口函数也不尽相同。在VC++下，连接器对控制台程序设置的入口函数是 _mainCRTStartup，_mainCRTStartup 再调用main 函数