C/C++拾遗录--关于一个C语言小程序的分析

虽然编了几年程序，但是对于程序到底是什么规则变成汇编代码的，在这里搞了一个小程序。用VC查看了一下汇编代码。在此之前先介绍一下关于函数运行是堆栈变化的细节。

在高级语言编写程序时，函数的调用是很常见的事情，但是在函数调用过程中堆栈的变化通常有几个细节：

1.父函数将函数的实参按照从右至左的顺序压入堆栈；

2.CPU将父函数中函数调用指令Call的下一条指令地址EIP压入堆栈；

3.父函数通过Push Ebp指令将基址指针EBP的值压入堆栈，并通过Mov Ebp,Esp指令将当前堆栈指针Esp值传给Ebp；

4.通过Sub Esp,m（m是字节数）指令可以为存放函数中的局部变量开辟内存。函数在执行的时候如果需要访问实参或局部变量，都可以通过EBP指针来指引完成。

windows系统下常用的函数调用通常有种，__cdecl和__stdCall。

1.在VC、.net等开发环境中，编写命令行程序时的Main或者_tmain函数，以及大家自己定义的很多函数都是默认采用__cdecl调用方式；

2.通过MFC编写图形界面程序的时候，其主函数声明为extern "C" int WINAPI tWinMain(参数)，该函数的调用约定是__stdCall。WINAPI和PASCAL等都是__stdCall的宏定义,是一个意思，此外，大家平时调用的API函数，绝大多数都是采用__staCall的调用方式；

3.__cdecl调用方式的函数，父函数在调用子函数的时候，先将子函数的实参按照从右至左的顺序压入堆栈中，子函数返回后，父函数通过Sub Esp,n（n=函数实参个数*4）指令来恢复堆栈；

4.__stdCall调用约定函数，子函数调用时实参入栈顺序也是从左到右，但是堆栈恢复是子函数返回时自己通过Ret n指令来完成的。

下边就是针对这些知识进行的部分实践：

#include<stdio.h>
#include<windows.h>
#include<stdlib.h>
intfun(char*szIn,intnTest)
{
charszBuf[9];
printf("%d\n",nTest);
strcpy(szBuf,szIn);
return0;
}
intmain(intargc,char*argv[])
{
charsz_In[]="1234567";
fun(sz_In,888);
return0;
}

汇编代码

00401003int3
00401004int3
@ILT+0(?fun@@YAHPADH@Z):
00401005jmpfun(00401020)//进入fun函数
@ILT+5(_main):
0040100Ajmpmain(00401080)//进入main函数，该位置是整段代码的入口
0040100Fint3
00401010int3
00401011int3
00401012int3
00401013int3
00401014int3
00401015int3
00401016int3
00401017int3
00401018int3
00401019int3
0040101Aint3
0040101Bint3
0040101Cint3
0040101Dint3
0040101Eint3
0040101Fint3
---c:\project\heap1\heap1.cpp--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
1:#include<stdio.h>
2:#include<windows.h>
3:#include<stdlib.h>
4:intfun(char*szIn,intnTest)
5:{
00401020pushebp
00401021movebp,esp//保存基址指针，并将现在的栈顶保存为基址指针。
00401023subesp,4Ch//腾出一部分堆栈区用于存放局部变量。
00401026pushebx
00401027pushesi
00401028pushedi//保存三个寄存器的值。
00401029leaedi,[ebp-4Ch]
0040102Cmovecx,13h
00401031moveax,0CCCCCCCCh
00401036repstosdwordptr[edi]//将腾出的4Ch的空间初始化值为0xCC。
6:charszBuf[9];
7:printf("%d\n",nTest);
00401038moveax,dwordptr[ebp+0Ch]
0040103Bpusheax
0040103Cpushoffsetstring"%d\n"(0042201c)//先后压入栈中两个地址，nTest，一个是一个字符串指针。
00401041callprintf(004011d0)//调用printf函数时，它会自动做到堆栈平衡。
00401046addesp,8//由于刚才压入和两个参数，所以在这里手动将两个参数弹出堆栈
8:strcpy(szBuf,szIn);
00401049movecx,dwordptr[ebp+8]
0040104Cpushecx//压入szIn的指针。这个参数在高出基址的8位处，也就是调用该函数前压入栈中的。
0040104Dleaedx,[ebp-0Ch]
00401050pushedx//压入szBuf的指针，这个函数在低于基址的OCh位处，这是调用函数后分配的。局部变量的分配大
00401051callstrcpy(004010e0)//小都是按4的倍数分配的，所以尽管szBuf[9]但是也分配在了0Ch处。
00401056addesp,8
9:return0;
00401059xoreax,eax//返回值在EAX中。
10:}
0040105Bpopedi
0040105Cpopesi
0040105Dpopebx//弹出保存的数据。
0040105Eaddesp,4Ch//消除为局部变量腾出的空间。
00401061cmpebp,esp
00401063call__chkesp(00401250)//检验是否在用户自定义汇编代码中修改了ebp和esp的相对关系。一般情况下EBP>ESP
00401068movesp,ebp//将原基址恢复给栈顶寄存器。
0040106Apopebp//弹出原调用函数的堆栈基址。
0040106Bret//函数返回。
---Nosourcefile--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
0040106Cint3
0040106Dint3
0040106Eint3
0040106Fint3
00401070int3
00401071int3
00401072int3
00401073int3
00401074int3
00401075int3
00401076int3
00401077int3
00401078int3
00401079int3
0040107Aint3
0040107Bint3
0040107Cint3
0040107Dint3
0040107Eint3
0040107Fint3
---c:\project\heap1\heap1.cpp--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
11:intmain(intargc,char*argv[])
12:{
00401080pushebp
00401081movebp,esp//保存堆栈基址
00401083subesp,48h//腾出局部变量空间
00401086pushebx
00401087pushesi
00401088pushedi//保存3个寄存器
00401089leaedi,[ebp-48h]
0040108Cmovecx,12h
00401091moveax,0CCCCCCCCh//初始化局部变量空间
00401096repstosdwordptr[edi]
13:charsz_In[]="1234567";
00401098moveax,[string"1234567"(00422020)]
0040109Dmovdwordptr[ebp-8],eax
004010A0movecx,dwordptr[string"1234567"[phone])]
004010A6movdwordptr[ebp-4],ecx//将字符串通过寄存器将字符拷贝到分配的空间中。
14:fun(sz_In,888);
004010A9push378h
004010AEleaedx,[ebp-8]
004010B1pushedx//从右至左将参数压入堆栈中，数字直接压入数值，字符串则压入字符串指针
004010B2call@ILT+0(fun)(00401005)
004010B7addesp,8//恢复堆栈
15:return0;
004010BAxoreax,eax//返回值在EAX中
16:}
004010BCpopedi
004010BDpopesi
004010BEpopebx//恢复3个寄存器
004010BFaddesp,48h//清除局部变量空间
004010C2cmpebp,esp
004010C4call__chkesp(00401250)//检测堆栈指针与堆栈基址
004010C9movesp,ebp//恢复调用函数的栈顶
004010CBpopebp//恢复调用函数的堆栈基址
004010CCret//函数返回
---Nosourcefile--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
004010CDint3
004010CEint3

关于这个程序的堆栈使用情况也做了一下分析，如图：