C语言函数调用过程（汇编分析）

函数调用主要的三个方面是函数名、参数列表和返回值，想要深入了解函数的调用机制，就需要深入底层，分析源文件的汇编码来分析函数调用的流程

函数调用的步骤如下:


  2. 函数参数传入
  3. 函数栈帧开辟
  4. 函数返回值
  5. 函数栈帧回退

所谓栈帧，就剩为一个函数调用单独分配的栈空间

C语言函数调用过程（汇编分析）_函数调用

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函数参数的传入和函数的返回值很好理解，它们函数输入和输出，但是函数栈帧的开辟和回退的具体作用又是怎样的呢？

函数的本意是可以重复使用的代码块，在CPU执行程序时，是逐行执行的；如果遇到函数调用，CPU会记录下当前代码块中的地址，然后跳转到函数中，当函数体执行完毕周，CPU会再次返回到当初记录的位置，继续执行后续代码

Ubuntu下查看源文件的反汇编码的查看方式如下所示：

终端输入：gcc -S filename.c

之后只需使用cat命令即可查看反汇编码

例：源程序内容如下：

#include <stdio.h>
void fun(int a)
{
      a += 1;
    printf("Hello World!\n");
}

int main()
{
      int val = 1;
    fun(val);
    return 0;
}

该程序的汇编码如下所示：（本人汇编小白，如有错误，还请大家指正）

.file "func.c"
  .text
  .section  .rodata
.LC0:
  .string "Hello World!"
  .text
  .globl  fun
  .type fun, @function
fun:
.LFB0:
  .cfi_startproc
  pushq %rbp
  .cfi_def_cfa_offset 16
  .cfi_offset 6, -16
  movq  %rsp, %rbp
  .cfi_def_cfa_register 6
  subq  $16, %rsp
  movl  %edi, -4(%rbp)
  addl  $1, -4(%rbp)
  leaq  .LC0(%rip), %rdi
  call  puts@PLT
  nop
  leave
  .cfi_def_cfa 7, 8
  ret
  .cfi_endproc
.LFE0:
  .size fun, .-fun
  .globl  main
  .type main, @function
main:
.LFB1:
  .cfi_startproc
  pushq %rbp
  .cfi_def_cfa_offset 16
  .cfi_offset 6, -16
  movq  %rsp, %rbp
  .cfi_def_cfa_register 6
  subq  $16, %rsp
  movl  $1, -4(%rbp)
  movl  -4(%rbp), %eax
  movl  %eax, %edi
  call  fun
  movl  $0, %eax
  leave
  .cfi_def_cfa 7, 8
  ret
  .cfi_endproc
.LFE1:
  .size main, .-main
  .ident  "GCC: (Ubuntu 7.5.0-3ubuntu1~18.04) 7.5.0"
  .section  .note.GNU-stack,"",@progbits

代码中以 . 开头的代码行属于链接时使用的辅助信息，在实际中不会执行，因此可以将其删除提高代码阅读性

fun:

  pushq %rbp
  movq  %rsp, %rbp
  subq  $16, %rsp
  movl  %edi, -4(%rbp)
  addl  $1, -4(%rbp)
  call  puts@PLT
  nop
  leave

  ret

main:
  pushq %rbp
  movq  %rsp, %rbp
  subq  $16, %rsp
  movl  $1, -4(%rbp)
  movl  -4(%rbp), %eax
  movl  %eax, %edi
  call  fun
  movl  $0, %eax
  leave

  ret

汇编代码分析：

函数的通用格式如下所示：

函数名:
    pushq %rbp
        movq  %rsp, %rbp
        函数体（具体代码）
        leave

        ret

首先需要明确的是，rsp为栈顶寄存器，rbp为栈底寄存器，push为在栈顶寄存器存放数据，栈顶上移

leave相当于

movl  %ebp, %esp
pop1  %ebp

其作用为恢复堆栈指针，具体步骤如下：使用movl将当前栈指针指向当前帧的起始位置，之后再恢复帧指针，这样，popl调用之后，程序将完全退出当前帧

根据以上汇编码可以分析函数执行过程如下：

每次call一个函数，函数总是先把当前的栈底指针压入堆栈，然后把栈底指针移动到当前栈顶，这样就相当于在旧栈上新开辟一个栈，等被调用的函数执行的时候，CPU依次执行栈中的指令，然后再依次出栈，也就是说，当函数执行完毕，再恢复堆栈指针之后，栈顶指针又回到了函数调用的位置