函数调用的过程理解_汇编角度

目录

• 1、调用函数流程（main函数调用print函数）：
• • [Step1 保存main函数现场地址等信息](#Step1 保存main函数现场地址等信息)
  • [Step2 跳转到print函数的位置](#Step2 跳转到print函数的位置)
  • [Step3 执行print函数的指令](#Step3 执行print函数的指令)
  • [Step4 返回main函数，执行下一条指令](#Step4 返回main函数，执行下一条指令)
  • 流程连续性总结
• 2、其他知识总结

1、调用函数流程（main函数调用print函数）：

Step1. 保存main函数现场地址等信息

Step2. 跳转到print函数的位置

Step3. 执行print函数的指令

Step4. 返回main函数，执行下一条指令

Step1 保存main函数现场地址等信息

要存储的内容，主要有3个：

（1）传入print函数的形参【父函数中实现】

（2）原eip（main函数call指令的下一条指令的地址）【父函数中实现】

（3）原ebp（main函数的ebp地址，因为是main函数直接调用print函数）【子函数中实现】

实现方式：

在main函数中，依次执行以下指令：

push eax; # 传入函数的形参arg
call print; #作用是保存eip。当然，也有跳转的作用（见Step2）

在print函数开头，依次执行以下指令：

push ebp; # 保存父函数main函数的栈底地址，方便调用函数结束后pop回去
mov ebp esp; # 指定print函数的栈帧基地址（print函数对应的栈底地址）

Step2 跳转到print函数的位置

核心是修改eip寄存器，把eip寄存器的值，修改为print函数的入口地址。

实现方式： 在main函数中调用call指令

call print.77c70888; # 相当于esp = esp - 4; push eip(此时的eip值，就是下面"main函数中的下一条指令"的地址); mov eip print函数的地址77c70888（跳转到新函数）
main函数中的下一条指令;

Step3 执行print函数的指令

子函数最开始，一般要执行以下的命令：

push ebp; # 保存原ebp
mov ebp esp; # ebp指向当前函数的栈底
...
sub esp, num; # 为子程序分配栈空间
...
pop ebp; # 让ebp指向父函数的栈帧基地址
ret n; # 让eip指向"main函数call指令的下一条指令的地址"；n是指平衡堆栈，即让最先push进去的形参args清空

Step4 返回main函数，执行下一条指令

核心是修改eip寄存器的值，把eip寄存器的值，修改为main函数中下一条指令的地址。

实现方式 ：在print函数中，调用ret命令

ret ; #相当于pop eip; esp = esp + 4

注意，如果原先栈中还有其他数据，esp 没有归位会导致主函数引用栈中数据出错。在这种背景下，出现了堆栈平衡的概念。即，还需对esp 进行单独操作，才能将 esp 指向原函数栈顶。以常见的 c 语言，函数有好几种调用规则。比如 cdecl 方式和 stdcall 方式。

cdecl 方式中，由主程序执行 add esp, n 指令调整 esp，达到堆栈平衡。在 stdcall 方式中，由子程序在返回时，执行 ret n 平衡堆栈。n 其实就是函数的参数所占的空间大小。

流程连续性总结

重要参考：《从汇编角度理解 ebp&esp 寄存器、函数调用过程、函数参数传递以及堆栈平衡》

函数调用

在一个函数中，调用另外一个函数，往往有以下几个步骤：

汇编指令	指令归属函数	SP 变化	作用
push arg2	主函数	sp-4
push arg1	主函数	sp-4
call function	主函数	sp-4	开始调用子程序，同时保存返回地址
push ebp	子函数	sp-4
mov ebp, esp	子函数	sp-4	将当前esp 存入 ebp，目的是定位函数参数
sub sp, #num	子函数	sp-num	为子程序分配栈空间
...	子函数	...	函数的具体实现逻辑
pop ebp	子函数	sp+4
ret	子函数	sp+4

说明：

• push arg 在调用一个函数之前，需要把传递的参数压入栈，因此需要有。每次 push 之后，栈多了一个字长（32 位系统 --> 4 字节），因此栈顶需要往上移动 4 字节，该指令暗含 sub sp, #4
• call call 指令用来调用某个函数，该指令有3个操作（1）sp = sp - 4（2）将返回地址压入栈； (3)修改eip
• push ebp， mov ebp, esp 这样的操作，你会在各个函数的开头见到，保存上一个函数栈的基址，并更新本函数的基址
• ret，即 return，此时 sp 应该指向 call 指令刚刚压入的返回地址；执行 ret 其实就是将此时栈中的数据弹出，存至 eip 寄存器。eip 存放的是下一条即将执行的指令的地址。 同时 sp = sp + 4
• ret 指令相当于 pop eip（esp = esp + 4）
• call 指令相当于 push eip（esp = esp - 4）; mov eip 新函数的地址

下图左边是主函数调用子函数，右边是子函数返回主函数：

2、其他知识总结

1、esp寄存器，永远指向整个栈帧的栈顶（esp寄存器保存的值是堆栈的地址值）；栈顶中的内容，可能是一个地址值，也可能是一个立即数等等。esp寄存器指向的堆栈地址始终有值！所以push是先移esp后压栈，pop是先弹栈后移esp。

2、ebp寄存器，永远指向当前函数所在栈帧的栈底（ebp寄存器保存的值是堆栈的地址值）；栈底中的内容，永远保存的是上一个函数（父函数）的ebp地址！（方便函数执行完后pop回去，即修改ebp）

• ebp 的作用之一就是找到函数的形参(通过ebp + 偏移量)，当然栈中的局部变量也是可以通过 ebp 来定位的（ebp - 偏移量)

3、父函数调用子函数，子函数的栈帧（低地址）是紧挨着父函数的栈帧（高地址）。

• 所以父函数调用子函数，一定是①args先压榨 ② 然后 原eip压栈（by call）③ 再 ebp压栈 ④ 最后函数的局部变量压榨

• 父函数栈帧 和 子函数栈帧，隔着的东西就是：args 和 eip

  

4、栈的增长方向，永远向着低地址的方向增长。

5、call 指令相当于：esp = esp - 4; push eip; mov eip 函数的地址.77c70888 (注意，push中已包含esp移动，这里只是表示先后)

6、ret指令相当于：pop eip; esp = esp + 4 (注意，pop中已包含esp移动，这里只是表示先后)

7、push eax指令，只会修改栈和esp：① esp = esp - 4 ② mov [esp], eax 这个[esp]表示esp指向的栈值(内存值)被赋值。

8、pop eax指令，不仅会修改栈和esp，而且还会修改eax(寄存器被赋值)：① mov eax, [esp] ②esp = esp + 4

9、寄存器的地址值是不会变的，变的只是寄存器中装的堆栈地址值，以及这个堆栈地址中的内存内容值。这个类似并区别于C语言的指针变量。C语言指针变量有2个地址值，一个是指针变量装的堆栈地址值，另一个是指针本身的地址值（也位于堆栈）。指针变量声明后，它存在于内存中（堆栈中），指针释放了，这个指针的地址值也就无了。区别点在于 指针有本身的地址值（可以通过&取出来），而寄存器没有本身的地址值的说法（取不出来，或者有也是固定的但不常用）。指针变量的常操作数据有3个：①p ②*p ③&p；esp寄存器常操作的数据有2个：①esp ②[esp]

• esp：esp寄存器的内容值，即栈/内存的某个地址
• [esp]：栈中的值 / 内存中的值