这章的知识点有：
1.函数的定义
2.函数的声明
3.作用域
4.头文件
5.静态变量
6.寄存器变量
7.程序块结构
8.初始化
9.递归
10.C预处理器
每一个知识点写一个程序例子，然后编译成汇编语言进行对比。
1.函数的定义
函数的定义形式如下：
返回值类型 函数明(参数声明表)
{
声明和语句
}
C语言程序例子：
#include <stdio.h>
int a = 'a';
int b = 15;
int c = 17;
int f(int,int,int);
main(){
f(a,b,c);
}
int f(int a,int b,int c)
{
int x = a;
int y = b;
int z = c;
print("%d", x);
print("%d", y);
print("%d", z);
return x;
}
这个程序定义了一个函数f，并在main函数中进行了调用。下面看编译后的汇编程序：
.file "function.c"
.intel_syntax
.globl _a
.data
.align 4
_a:
.long 97
.globl _b
.align 4
_b:
.long 15
.globl _c
.align 4
_c:
.long 17
.def ___main; .scl 2; .type 32; .endef
.text
.globl _main
.def _main; .scl 2; .type 32; .endef
_main:
push ebp
mov ebp, esp
sub esp, 24
and esp, -16
mov eax, 0
add eax, 15
add eax, 15
shr eax, 4
sal eax, 4
mov DWORD PTR [ebp-4], eax
mov eax, DWORD PTR [ebp-4]
call __alloca
call ___main
mov eax, DWORD PTR _c
mov DWORD PTR [esp+8], eax
mov eax, DWORD PTR _b
mov DWORD PTR [esp+4], eax
mov eax, DWORD PTR _a
mov DWORD PTR [esp], eax
call _f
leave
ret
.section .rdata,"dr"
LC0:
.ascii "%d\0"
.text
.globl _f
.def _f; .scl 2; .type 32; .endef
_f:
push ebp
mov ebp, esp
sub esp, 24
mov eax, DWORD PTR [ebp+8]
mov DWORD PTR [ebp-4], eax
mov eax, DWORD PTR [ebp+12]
mov DWORD PTR [ebp-8], eax
mov eax, DWORD PTR [ebp+16]
mov DWORD PTR [ebp-12], eax
mov eax, DWORD PTR [ebp-4]
mov DWORD PTR [esp+4], eax
mov DWORD PTR [esp], OFFSET FLAT:LC0
call _print
mov eax, DWORD PTR [ebp-8]
mov DWORD PTR [esp+4], eax
mov DWORD PTR [esp], OFFSET FLAT:LC0
call _print
mov eax, DWORD PTR [ebp-12]
mov DWORD PTR [esp+4], eax
mov DWORD PTR [esp], OFFSET FLAT:LC0
call _print
mov eax, DWORD PTR [ebp-4]
leave
ret
.def _print; .scl 2; .type 32; .endef
可以看到，C程序中的函数f 对应汇编程序中的子程序_f 。具体分析一下代码，先看main 函数中：
_main:
push ebp
mov ebp, esp
sub esp, 24
and esp, -16
mov eax, 0
add eax, 15
add eax, 15
shr eax, 4
sal eax, 4
mov DWORD PTR [ebp-4], eax
mov eax, DWORD PTR [ebp-4]
call __alloca
call ___main
mov eax, DWORD PTR _c
mov DWORD PTR [esp+8], eax
mov eax, DWORD PTR _b
mov DWORD PTR [esp+4], eax
mov eax, DWORD PTR _a
mov DWORD PTR [esp], eax
call _f
leave
ret
为了方便分析，画了一个内存图表格，左列是地址，右列是内存单元中存储的内容，每个单元格代表4个内存单元，也即32位。如图：
表格1
进入main 函数后，栈指针esp 指向栈底，即上图中的esp(1) 位置。（右侧单元格代表4个内存单元，栈指针esp 指的是第1个内存单元的地址）
然后开始执行代码：
push ebp
mov ebp, esp
sub esp, 24
and esp, -16
执行第1行“push ebp”指令，栈指针esp 上移32位，来到表格1中的倒数第2行esp(2) 的位置，并将ebp 的值压入了右边栈内存；
执行第2行“mov ebp,esp”指令，把此时esp 的值赋给了ebp ，ebp 指向的位置和esp(2) 相同；
执行第3行“sub esp,24”指令，esp 向上移动24个内存单元，也即表格中的6个单元格，来到了表格1中第1行的位置；
第4行指令“and esp,-16”是将esp的后4位置0。（调整地址到可以被16整除的位置，属于编译器的内存优化指令，先不用管。）
后面的几行指令：
mov eax, 0
add eax, 15
add eax, 15
shr eax, 4
sal eax, 4
mov DWORD PTR [ebp-4], eax
mov eax, DWORD PTR [ebp-4]
call __alloca
call ___main
设置了eax寄存器的值，并把它存入了地址[ebp-4]中，暂时不知道什么作用，跳过。
接下来几行指令开始获取3个参数a b c的值，并将它们存入栈中：
mov eax, DWORD PTR _c
mov DWORD PTR [esp+8], eax
mov eax, DWORD PTR _b
mov DWORD PTR [esp+4], eax
mov eax, DWORD PTR _a
mov DWORD PTR [esp], eax
call _f
获取完参数后，最后一行准备调用子函数_f ，此时esp、ebp以及参数a b c的位置即如表格1中所示：
表格1
然后开始执行“call _f”指令，即将此时的指令寄存器eip 的值压入栈中，然后跳转到标号_f 处执行。参照表格2，此时栈指针esp 的位置在esp(1)处（只看表格上一半/粗体部分），如图：
表格2
进入子程序_f 部分代码：
_f:
push ebp
mov ebp, esp
sub esp, 24
mov eax, DWORD PTR [ebp+8]
mov DWORD PTR [ebp-4], eax
mov eax, DWORD PTR [ebp+12]
mov DWORD PTR [ebp-8], eax
mov eax, DWORD PTR [ebp+16]
mov DWORD PTR [ebp-12], eax
mov eax, DWORD PTR [ebp-4]
mov DWORD PTR [esp+4], eax
mov DWORD PTR [esp], OFFSET FLAT:LC0
call _print
mov eax, DWORD PTR [ebp-8]
mov DWORD PTR [esp+4], eax
mov DWORD PTR [esp], OFFSET FLAT:LC0
call _print
mov eax, DWORD PTR [ebp-12]
mov DWORD PTR [esp+4], eax
mov DWORD PTR [esp], OFFSET FLAT:LC0
call _print
mov eax, DWORD PTR [ebp-4] //返回值x的值放在寄存器eax中。
leave
ret
(从上面两段汇编代码可以看出，处理参数使用的都是esp ，处理局部变量使用的都是ebp 。)
参考上文不难分析出，前9行代码执行后局部变量x y z以及寄存器esp、ebp的位置即如表格2中所示。
再看原C程序中的代码：
int f(int a,int b,int c)
{
int x = a;
int y = b;
int z = c;
print("%d", x);
print("%d", y);
print("%d", z);
return x;
}
汇编程序_f 函数前9行执行后，相当于执行完上面C程序f函数的前3行，即：
int x = a;
int y = b;
int z = c;
C程序接下来的3行是print 打印功能，对应汇编程序_f 函数中的代码为：
mov eax, DWORD PTR [ebp-4]
mov DWORD PTR [esp+4], eax
mov DWORD PTR [esp], OFFSET FLAT:LC0
call _print
mov eax, DWORD PTR [ebp-8]
mov DWORD PTR [esp+4], eax
mov DWORD PTR [esp], OFFSET FLAT:LC0
call _print
mov eax, DWORD PTR [ebp-12]
mov DWORD PTR [esp+4], eax
mov DWORD PTR [esp], OFFSET FLAT:LC0
call _print
第1、2行取出变量x 的值并当作参数存入[esp+4]位置，即表格2中的第2行“x/y/z”处，第3行将标号LC0处的内容存到[esp]位置，即表格中“x/y/z”的上面（表格中没写上），然后调用标准库中的_print子程序。后面几行代码类似，变量y和z作为参数的值都是存在表格2中的“x/y/z”处。
最后两行代码：
leave
ret
leave指令相当于下面两条指令：
mov esp,ebp
pop ebp
这两条指令执行后，esp 回到函数执行前的位置，即表格2中上面的esp(1)处。ret 指令执行后，函数_f 返回，则esp 回到函数调用前的位置，即表格2中“a”对应的esp 处。_main 函数中也有相同的leave 和ret 指令，_main中的leave 指令执行后，esp 回到表格2中最下面一行的esp(1)处（阴影部分），ret 指令指令后，esp 回到_main 函数执行之前的位置。
经过上面的分析，清楚了C语言函数执行过程中参数和局部变量在内存中的位置变化。不同编译器的细节处理虽然可能不同，但原理应该都类似。
好了，文章太长了，10个知识点只写了1个，这章后面的9个知识点下一篇文章再继续。最后，根据表格2，将汇编程序简化如下，方便对比（描述性代码，无法执行）：
_main:
......
mov eax, _c
mov [c], eax
mov eax, _b
mov [b], eax
mov eax, _a
mov [a], eax
call _f
leave
ret
LC0:
.ascii "%d\0"
_f:
mov eax, [a]
mov [x], eax
mov eax, [b]
mov [y], eax
mov eax, [c]
mov [z], eax
mov eax, [x]
mov [esp+4], eax
mov [esp], "%d\0"
call _print
mov eax, [y]
mov [esp+4], eax
mov [esp], "%d\0"
call _print
mov eax, [z]
mov [esp+4], eax
mov [esp], "%d\0"
call _print
mov eax, [x]
leave
ret
（[a] [b] [c] [x] [y] [z] 对应表格2中的a b c x y z。）
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