Function call process

摘自自博客网址 http://www.cnblogs.com/bangerlee/archive/2012/05/22/2508772.html

• ax(accumulator): 可用于存放函数返回值
• bp(base pointer): 用于存放执行中的函数对应的栈帧的栈底地址
• sp(stack poinger): 用于存放执行中的函数对应的栈帧的栈顶地址
• ip(instruction pointer): 指向当前执行指令的下一条指令

example code：

//func_call.c

int bar(int c, int d)

{

int e = c + d;

return e;

}

int foo(int a, int b)

{

return bar(a, b);

}

int main(void)

{

foo(2, 5);

return 0;

}

main函数汇编代码：

(gdb) disassemble /rm

Dump of assembler code for function main:

{

0x0000000000400521 :     55                push %rbp

0x0000000000400522 :     48 89 e5          mov %rsp,%rbp

foo(2, 5);

0x0000000000400525 :     be 05 00 00 00    mov $0x5,%esi

0x000000000040052a :     bf 02 00 00 00    mov $0x2,�i

0x000000000040052f :    e8 d2 ff ff ff    callq 0x400506

return 0;

0x0000000000400534 :    b8 00 00 00 00    mov $0x0,eax

}

0x0000000000400539 :     c9               leaveq

0x000000000040053a :     c3               retq

End of assembler dump.

函数调用关系

main->foo->bar

# gcc -g func_call.c -o func_call

反汇编分析

(gdb) start

start命令用于拉起被调试程序，并执行至main函数的开始位置

现进程跑在main函数中，我们disassemble命令显示当前函数的汇编信息：

(gdb) disassemble /rm

/m指示显示汇编指令的同时，显示相应的程序源码；/r指示显示十六进制的计算机指令(raw instruction)

一个函数被调用，首先默认要完成以下动作：
将调用函数的栈帧栈底地址入栈，即将bp寄存器的值压入调用栈中
建立新的栈帧，将被调函数的栈帧栈底地址放入bp寄存器中
以下两条指令即完成上面动作：

push %rbp
mov  %rsp, %rbp

main并不是程序拉起后第一个被执行的函数，它被_start函数调用

传递参数

mov $0x5, %esi
mov $0x2, �i

或者：\\x86 is diffrent from x86_64

sub $0x8, %esp
mov $0x5, -0x4(%ebp) //栈底对应低地址
mov $0x2, -0x8(�p)

call指令完成控制全转移

0x000000000040052f 14>:     e8 d2 ff ff ff    callq  0x400506

执行完start命令后，现在程序停在0x400522的位置，下面我们通过gdb的si指令，让程序执行完call指令

(gdb) si 3
foo (a=0, b=4195328) at func_call.c:8
8    {
(gdb)

查看rsp、rbp寄存器的值，它们保存了程序实际用到的物理内存地址

(gdb) info registers rbp rsp
rbp            0x7fffffffe8e0    0x7fffffffe8e0
rsp            0x7fffffffe8d8    0x7fffffffe8d8
(gdb)

将main函数栈帧的栈底地址入栈，建立foo函数的栈帧：

0x0000000000400506 0>:     55             push   %rbp
0x0000000000400507 1>:     48 89 e5       mov    %rsp,%rbp //rsp的值从哪里得到的？

将参数传入esi、edi寄存器，然后执行call指令

0x000000000040051a 20>:     e8 cd ff ff ff    callq  0x4004ec
10    }
0x000000000040051f 25>:     c9    leaveq
0x0000000000400520 26>:     c3    retq

最后一个被调用的函数结果保存在eax寄存器中，以作为结果返回

函数调用过程对应着调用栈的建立，而函数返回则是进行调用栈的销毁，

0x0000000000400504 24>:     c9    leaveq//相当于mov %rbp, %rsp/pop %rbp

0x0000000000400505 25>:     c3    retq

修改sp、bp寄存器记录栈帧的高、低地址，以此完成函数调转；

push/mov操作保存caller变量、指令信息，保证callee返回之后caller继续正常执行；

下一个函数的bp由sp传入，从kernel传入的？

调用栈变化过程：

call foo之前 ox400534是call后main的下一条指令地址

call bar后，汇编bar前，0x40051f是foo执行bar后的下一条指令

汇编bar后

执行完bar后