一些常识

平时可能见到movb,movw,movl等一些指令,三条指令的意思基本一样,不一样的地方在于,操作的数据是1个字节(1B),1个字(2B),1个双字(4B)。

基础知识

汇编语言简单的可以认为是机器语言的一种便记符号,理解体系结构对理解汇编指令集大有裨益。现在的流行计算机体系结构是冯诺依曼体系也即存储程序体系。其结构大致如下:

也决定了指令集设计基本上都是围绕着cpu、存储进行设计的,对于汇编的语法格式,Intel和AT&T汇编之间的区别看以参考文档 Linux 汇编语言开发指南,这里简要的说一下本文代码中用到的AT&T 32位cpu汇编语言的一些指令。汇编中用到的cpu硬件主要是寄存器,它们可用来暂存指令数据地址,这里主要用到的寄存器包括通用寄存器中的eax,以及esp(栈顶指针寄存器),ebp(占地指针寄存器)。另外还有一些操作指令,像pushl,popl,movl,leave、enter:

指令 含义 等价指令
pushl 入栈指令  
popl 出栈指令  
movl a,b 数据传送指令,把a—>b  
leave 跟函数调用相关 movl %ebp, %esp
popl %ebp
enter 跟函数调用相关 pushl %ebp
movl %esp, %ebp

一段代码

首先我们分析一段代码,每个函数都不接受参数。重点分析f()的汇编代码。其他不相关的干扰信息少。

int g(){
    return 4;

}
int f(){
    return g() + 2;
}
int main(){

    return f() + 1;
}


使用 gcc -S -o main.s mian.c -m32指令编译过后,删除了跟链接相关的信息过后的汇编代码。

_g:
    pushl   %ebp
    movl    %esp, %ebp
    movl    $4, %eax
    popl    %ebp
    ret
_f:
    pushl   %ebp
    movl    %esp, %ebp
    call    _g
    addl    $2, %eax
    popl    %ebp
    ret
_main:
    pushl   %ebp
    movl    %esp, %ebp
    call    _f
    addl    $1, %eax
    leave
    ret

俗话说射人先射马,擒贼先擒王,看上面这坨代码,如果不知道模型是什么确实挺费劲,下面就个人理解说一下这个模型。比如说我们把64KB这么大内存空间分配给_f使用,初始化的时候,EBP,ESP所指向如图所示的上一个函数的栈基址和栈顶地址。当在f中执行完下面的指令后,ESP,EBP位置如下图所示:

pushl   %ebp
movl    %esp, %ebp

从图中也就看到,当前函数使用的栈内存为[ESP,EBP)(不是固定的哦,因为,ESP会变化)这段内存空间(它俩指向同一个位置说明函数栈还没有使用),另外[EBP,EBP+4)这段内存空间保存的是调用此函数的函数栈基址。 在到popl %ebp这条指令之间没有单向操作栈的指令,故可以略去不用考虑,直接看这条指令,此时已经是函数调用完毕,此函数中保存的调用此函数的函数栈机制恢复到ebp寄存器中,到此函数调用栈的建立与销毁已经完毕。再看_g的代码,就会发现同样也是利用这个模型机制,到此内存中程序的函数调用栈机制的整体模型浮现在了面前。至于参数怎么传的,返回值怎么保存的,简单的说在栈和ax寄存器或者内存中,后面再详细说。