一、函数的入参和返回值
assume cs:code ss:stack ds:data
stack segment
db 20 dup(0)
stack ends
data segment
result2 db 0h
result db 0h
data ends
code segment
start:
mov ax,data
mov ds,ax
mov ax,stack
mov ss , ax
mov sp, 20
;第一种
;mov ax , 1111h
;mov bx, 2222h
;call sum
;第二种
;call sum2
;第三种 通过poo两次来维持栈平衡
;push 1111h
;push 2222h
;call sum3
;pop si
;pop si
;第四种 通过移动sp指针来维持栈平衡
;push 1111h
;push 2222h
;call sum3
;add sp,4
;第五种 通过移动sp指针来维持栈平衡
push 1111h
push 2222h
call sum4
mov ax, 4c00h
int 21h
;通过寄存器 存储值 速度快
; 入参放到bx,cx， 返回值在ax上
sum:
mov cx , bx
add ax ,cx
ret
;将入参存到ds段中 缺点：全局共享
sum2:
mov offset result,22h
ret
;将入参放到栈中
sum3:
mov bp,sp ; 由于无法直接修改sp的值 这里利用bp寄存器暂时保存下sp的值
mov ax, ss:[bp + 2]
add ax, ss:[bp + 4]
ret ;外平栈 需要调用者主动回收栈空间
;将入参放到栈中
sum4:
mov bp,sp ;
mov ax, ss:[bp + 2]
add ax, ss:[bp + 4]
ret 4 ;内平栈
code ends
end start
上面展示了一个函数入参的方式有哪些，一般的cpu都是少量参数通过寄存器传参，当参数大于一定个数的时候就会采用栈传递参数,各个cpu不一样。可以通过函数调用协议来制定参数传递的方式的，分别有__stdcall、__cdecl、__fastcall,下面通过win32来看看各个关键字有什么不同
__cdecl
int __cdecl sum2(int a, int b) {
return a + b;
}
int main(int argc, char* argv[])
{
sum2(1,2);
return 0;
}
运行查看汇编如下
main函数汇编截取
...
0040D4E8 push 2
0040D4EA push 1
0040D4EC call @ILT+50(sum2) (00401037)
0040D4F1 add esp,8
...
sum2函数汇编
00401050 push ebp
00401051 mov ebp,esp
00401053 sub esp,40h
00401056 push ebx
00401057 push esi
00401058 push edi
00401059 lea edi,[ebp-40h]
0040105C mov ecx,10h
00401061 mov eax,0CCCCCCCCh
00401066 rep stos dword ptr [edi]
//先关注下面2行代码
00401068 mov eax,dword ptr [ebp+8]
0040106B add eax,dword ptr [ebp+0Ch]
0040106E pop edi
0040106F pop esi
00401070 pop ebx
00401071 mov esp,ebp
00401073 pop ebp
00401074 ret
可以看出__cdecl参数的传递方式是通过栈传递，参数入栈的方式是从右到左一次传递，并且是外平栈，也是默认的方式
__stdcall
修改代码
int __stdcall sum2(int a, int b) {
return a + b;
}
int main(int argc, char* argv[])
{
sum2(1,2);
return 0;
}
汇编代码如下
main函数
0040D4E8 push 2
0040D4EA push 1
0040D4EC call @ILT+55(sum2) (0040103c) // 此时调用者已经没有回收栈了
sum2:
00401050 push ebp
00401051 mov ebp,esp
00401053 sub esp,40h
00401056 push ebx
00401057 push esi
00401058 push edi
00401059 lea edi,[ebp-40h]
0040105C mov ecx,10h
00401061 mov eax,0CCCCCCCCh
00401066 rep stos dword ptr [edi]
00401068 mov eax,dword ptr [ebp+8]
0040106B add eax,dword ptr [ebp+0Ch]
0040106E pop edi
0040106F pop esi
00401070 pop ebx
00401071 mov esp,ebp
00401073 pop ebp
// 和__cdecl不同之处
00401074 ret 8
可以得出__stdcall从右到左入栈，是内平栈
__fastcall
再修改代码
int __fastcall sum2(int a, int b) {
return a + b;
}
int main(int argc, char* argv[])
{
sum2(1,2);
return 0;
}
此时汇编
main
0040D4E8 mov edx,2
0040D4ED mov ecx,1
0040D4F2 call @ILT+60(sum2) (00401041)
sum2:
00401050 push ebp
00401051 mov ebp,esp
00401053 sub esp,48h
00401056 push ebx
00401057 push esi
00401058 push edi
00401059 push ecx
0040105A lea edi,[ebp-48h]
0040105D mov ecx,12h
00401062 mov eax,0CCCCCCCCh
00401067 rep stos dword ptr [edi]
00401069 pop ecx
//分别读取参数
0040106A mov dword ptr [ebp-8],edx
0040106D mov dword ptr [ebp-4],ecx
00401070 mov eax,dword ptr [ebp-4]
00401073 add eax,dword ptr [ebp-8]
00401076 pop edi
00401077 pop esi
00401078 pop ebx
00401079 mov esp,ebp
0040107B pop ebp
0040107C ret
可以看出__fastcall参数是放在寄存器中的
再修改下代码增加2个参数
int __fastcall sum2(int a, int b,int c,int e) {
return a + b + c + e;
}
int main(int argc, char* argv[])
{
sum2(1,2,3,4);
return 0;
}
汇编如下
main
0040D4E8 push 4
0040D4EA push 3
0040D4EC mov edx,2
0040D4F1 mov ecx,1
0040D4F6 call @ILT+70(sum2) (0040104b)
sum2:
00401050 push ebp
00401051 mov ebp,esp
00401053 sub esp,48h
00401056 push ebx
00401057 push esi
00401058 push edi
00401059 push ecx
0040105A lea edi,[ebp-48h]
0040105D mov ecx,12h
00401062 mov eax,0CCCCCCCCh
00401067 rep stos dword ptr [edi]
00401069 pop ecx
0040106A mov dword ptr [ebp-8],edx
0040106D mov dword ptr [ebp-4],ecx
00401070 mov eax,dword ptr [ebp-4]
00401073 add eax,dword ptr [ebp-8]
00401076 add eax,dword ptr [ebp+8]
00401079 add eax,dword ptr [ebp+0Ch]
0040107C pop edi
0040107D pop esi
0040107E pop ebx
0040107F mov esp,ebp
00401081 pop ebp
00401082 ret 8
可以看出__fastcall当参数个数大于2时，参数会从右到左入栈，并且是内平栈
综上在win32上可以得出以下结论
| 概要 | __cdecl | __stdcall | __fastcall |
|---|---|---|---|
| 参数传递方式 | 从右到左 | 从右到左 | 左边开始的两个不大于4字节（DWORD）的参数分别放在ECX和EDX寄存器，其余的参数自右向左压栈传送 |
| 栈清理方式 | 外平栈 | 内平栈 | 大于2个参数内平栈 |
| 场合 | C/C++ | WinApi | 性能要求高的场合 |
二、函数栈帧
所谓函数栈帧就是从进入函数，到出函数，内存的变化，也叫函数的执行环境，调用函数要保持堆栈平衡，所谓堆栈平衡就是当你调用函数开始，到调用函数结束，你的内存应该是没有变化的，从哪开始还是要回到那里，其实上面有些程序就已经贴出了完整的堆栈平衡的代码了，下面例子说明
- 申请一个大小为20个字节的栈空间
assume cs:code ds:data ss:stack
stack segment
db 20 dup (3)
stack ends
code segment
start:
mov ax,stack
mov ss , ax
mov sp,20
mov ax , 4c00h
int 21h
sum:
ret
code ends
end start
内存中的表现如下由于此时是空栈所以此时的sp指向0x07114
15388855487540.jpg
也就是下面的这个图
15388856524514.jpg
sum函数的作用是计算a和b的和，我们采用栈的方式传参数
增加下面代码
15388854800030.jpg
当程序执行到21行的时候内存如下
15388857827393.jpg
此时的sp如下
15388861386780.jpg
当执行到21行的时候也就是ret，相当于pop ip 等价于jmp 0011,所以发送2件事情
- 出栈0011
- jmp ip
所以程序执行到当时调用函数的下一行此时的sp为0x07110
15388863912044.jpg
我们发现一个问题，当你的sum函数调用完成后0x07113~0x07110这段内存一直没有释放，当再有数据push进来sp又会-2这样内存会越来越少，所以我们写的函数是有问题的，为了解决这个问题，我们增加下面的代码
15388865888171.jpg
由于我们push参数导致栈sp减少了4个字节那么我们调用完函数主动回到sp之前的位置，这样堆栈就平衡了。
到这里我们还没有使用我们传入的参数，接下来接着开发代码使用传入的2个参数,按照刚才的理解只要将ss:sp的地址+2就可以了，很自然的想到是下面的写法
15388873275425.jpg
运行之后发现貌似不对，直接这样写是不可以的，这个时候需要借助一个新的寄存器bp来暂时保存sp的值
15388874528384.jpg
运行之后发现确实保存到ax、bx中了
15388875227906.jpg
接下来我们实现a+ b了
增加代码，将计算的结果放到ax中
15388876034083.jpg
最后计算的结果为4466
现在我们的需求变了，当我们sum函数要变成下面的样子
int sum(int a,int b) {
int c = 4;
int d = 5;
int e = c + d;
return a + b + e;
}
也就是函数的内部多了2个局部变量，此时又该如何实现呢，做法是先给函数的局部变量申请一定的空间，比如我们这里申请10个字节的长度
15388886678280.jpg
这样就实现了，但是还有问题，我们一开始将sp-10了，那函数调用完毕，应该要恢复,由于bp保存着sp一开始的值所以
15388887848866.jpg
其实上面的程序还是有些瑕疵的，那就是bp，目前我们是只有一个函数，假如sum函数内部还要掉用其他的函数，那么bp就会指向新函数内部的sp，当新函数调用完成的时候返回到sum函数中，当执行到mov sp, bp的时候那么就会又到了新函数的内部了，那就乱套了，为了解决这个问题，方案如下，就是每次进入一个函数之前先保存旧值，调用完成后恢复
15388894774363.jpg
到这里距离我们完整的函数越来越近了，下面再来优化下，当初我们为局部变量申请的空间，我们会填充一些有意义的东西在win32里面填充的是CCCC
15388897733142.jpg
还有最后一个地方，当函数内部有用到需要用到的寄存器的时候也要先保护再恢复，套路都是一样的
15388899344631.jpg
至此整个一个完整的函数调用就完成了，我们将bp和sp之间的部分叫做某个函数的栈帧，网上关于函数栈帧的图片都大同小异，选了一张来自《深入理解计算机系统》
15388960276057.jpg
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