Thinking in ASM

1.关于C中的函数调用（call by value）

值传递，一个太老的话题了，我只不过是把多数编程书上讲的用汇编语言展开了，希望您能耐着性子看下去。

先看一个例子：

#include <stdio.h>

void swap(int a,int b)
{
	int temp;
	temp=a;
	a=b;
	b=temp;
}

int main()
{
	int a,b;
	a=1; b=2;
	swap(a,b);		/* 交换了吗? */
	printf("a=%d b=%d\n",a,b);
	return 0;
}

我们设计了一个函数swap(a,b)，希望它能对给定的两数交换次序，但实际输出为"a=1 b=2"，显然没有成功。刚学编程的初学者可能被这个问题困扰，为什么在函数中对参数的改变不会影响到原参数的实际值？

下面我们用汇编来看一下。（注：这里我用的是VC6，在调试时用Disassembly[Alt+8]得到的。如果用默认的Debug设置，产生的多余代码太多，但Release设置又不含调试信息，只好自己定义了一种方式，把优化方案改为Default，就可以带上调试信息了，代码也与Release版的差别不大。如果哪位有更好的方法请告诉我。）

1:    #include <stdio.h>
2:
3:    void swap(int a,int b)
4:    {
00401000   push        ebp			;把当前ebp入栈，保留起来
00401001   mov         ebp,esp			;esp指向栈顶，这句执行完后下面对变量的访问均由ebp指示
00401003   sub         esp,44h			;为函数内局部变量留出空间
00401006   push        ebx			;保护现场
00401007   push        esi			;保护现场
00401008   push        edi			;保护现场
5:        int temp;
6:        temp=a;
00401009   mov         eax,dword ptr [ebp+8]	;[ebp+8]值为第一个参数a
0040100C   mov         dword ptr [ebp-4],eax	;通过eax把[ebp+8]的值给了局部变量[ebp-4]
7:        a=b;
0040100F   mov         ecx,dword ptr [ebp+0Ch]	;[ebp+c]值为第二个参数b
00401012   mov         dword ptr [ebp+8],ecx	;通过ecx把[ebp+c]的值给了[ebp+8]
8:        b=temp;
00401015   mov         edx,dword ptr [ebp-4]	;[ebp-4]是局部变量，现在值为a
00401018   mov         dword ptr [ebp+0Ch],edx	;通过edx把[ebp-4]的值给了[ebp+c]
9:    }
0040101B   pop         edi			;恢复现场
0040101C   pop         esi			;恢复现场
0040101D   pop         ebx			;恢复现场
0040101E   mov         esp,ebp			;恢复esp，这样[ebp-xx]的局部变量不再有效
00401020   pop         ebp			;恢复第一行保留的ebp
00401021   ret
10:
11:   int main()
12:   {
00401030   push        ebp
00401031   mov         ebp,esp
00401033   sub         esp,48h
00401036   push        ebx
00401037   push        esi
00401038   push        edi
13:       int a,b;
14:       a=1; b=2;
00401039   mov         dword ptr [ebp-4],1	;这是变量a
00401040   mov         dword ptr [ebp-8],2	;这是变量b
15:       swap(a,b);      /* 交换了吗? */
00401047   mov         eax,dword ptr [ebp-8]	;取出b的值
0040104A   push        eax			;变量b入栈
0040104B   mov         ecx,dword ptr [ebp-4]	;取出a的值
0040104E   push        ecx			;变量a入栈
0040104F   call        swap (00401000)		;调用401000处的swap
00401054   add         esp,8			;函数外平衡堆栈，结果swap函数内[ebp+8][ebp+c]全无效
16:       printf("a=%d b=%d\n",a,b);
00401057   mov         edx,dword ptr [ebp-8]
0040105A   push        edx
0040105B   mov         eax,dword ptr [ebp-4]
0040105E   push        eax
0040105F   push        offset string "a=%d b=%d\n" (004060cc)
00401064   call        _printf (00401075)
00401069   add         esp,0Ch
17:       return 0;
0040106C   xor         eax,eax
18:   }
0040106E   pop         edi
0040106F   pop         esi
00401070   pop         ebx
00401071   mov         esp,ebp
00401073   pop         ebp
00401074   ret

首先明确一下，esp始终指向栈顶，在C中每个函数内都用ebp指针来指示传给它的参数和它自己的局部变量，不同的函数ebp值不同。在上面例子中swap函数的[ebp+8][ebp+C]是参数a,b，[ebp-4]是局部变量temp，main函数的[ebp-8][ebp-4]是局部变量a,b。

可以看出，我们想交换的变量在main函数的局部变量[ebp-8]和[ebp-4]中，而我们调用swap之前先访问这两个地址取出两个值，然后把这两个值压入堆栈，接着一进函数马上把main函数的ebp保存起来，而用当前esp代替ebp在swap函数内指示变量，我们根本没有机会得到main函数中的ebp是多少，swap只交换了它自己堆栈里两个参数的值，而当返回后平衡堆栈时esp+8，这两个参数地址都无效了。main函数的变量[ebp-8][ebp-4]在整个过程中并没有被改动过，只是值被复制了一份传给函数swap而已，因此当然不会被交换，交换的只是两个临时的复制品。这就是K&R的《The C Programming Language》里所说的call by value，即只传递参数的值，不传递参数的地址。

最后写个BT的解决方案：

void swap(int a,int b)
{
	int temp;
	temp=a;
	a=b;
	b=temp;
}

int main()
{
	int a,b;
	a=1; b=2;
	swap(a,b);		/* 交换了吗? */
	__asm {
		MOV EAX,[ESP-8]
		MOV a,EAX
		MOV EAX,[ESP-4]
		MOV b,EAX
	}			
	printf("a=%d b=%d\n",a,b);
	return 0;
}

呵呵，开个玩笑啦，这么写程序会让人发疯的。关于如何让函数返回多个值的解释，请关注下文。

第一篇写得有些无聊，因为大家肯定都很熟悉了，以后我好好学习，争取写一些复杂点的，比如C++里的一些特性甚至分析MFC啦……

不错的文章...支持...

支持ROBA ，收藏起来有时间好好看看。

工程->设置->c/c++-> gategory 选择listing file
下面选择assembly with source code
就可以得到一个asm文件 源代码和汇编代码对照
而且这个asm文件可以用ml编译链接。

呵呵，支持啊！！！

最初由 乱乱 发布
工程->设置->c/c++-> gategory 选择listing file
下面选择assembly with source code
就可以得到一个asm文件 源代码和汇编代码对照
而且这个asm文件可以用ml编译链接。

Thx very much!

btw: 上面最后那个BT程序在release模式下结果错误，因为RELEASE很聪明，看到我那个SWAP其实什么也没干，于是CALL里面直接RET回来了，堆栈中没有相应的数据。

好文章。

支持你...

a=a^b
b=a^b
a=a^b

上C语言课时老师让我们回去想
隔了两年才看到这个东西

没有哪个初学者写个交换函数会是这么写的

这个题目真的是很吓人
希望楼主能继续把帖子写下去,想老外的那本 thinking in java/...

很不错，支持一下

最初由 d1y2j3 发布
a=a^b
b=a^b
a=a^b

上C语言课时老师让我们回去想
........

我学 C 时第一次看见这几行，我的印象很深，觉得 xor 是很奇妙

这种东西不是万能，是整数才可以，

如果 a  b 是 double，那就…

不错,期待下篇!希望能有MFC,VB,Dephi等各种语言的相应分析!

就是VB下的结果确是正常的
Function swap(a, b As Integer)
Dim temp As Integer
temp = a
a = b
b = temp
End Function
Private Sub Command1_Click()
Dim a, b As Integer
a = 1
b = 2
Call swap(a, b)
Print "a=" & a & " b=" & b
End Sub

分析得  很好啊 楼主 支持你

交换方法很有个性啊：）

最初由 RoBa 发布
void swap(int a,int b)
{
int temp;
temp=a;
a=b;
b=temp;
}

int main()
{
int a,b;
a=1; b=2;
swap(a,b); /* 交换了吗? */
__asm {
MOV EAX,[ESP-8]
MOV a,EAX
MOV EAX,[ESP-4]
MOV b,EAX
}
printf("a=%d b=%d\n",a,b);
return 0;
}

用不着这么麻烦

void swap(int &a,int &b)
{
  int temp;
  temp=a;
  a=b;
  b=temp;
}

int main()
{
  int a,b;
  a=1; b=2;
  swap(a,b);    /* 交换了吗? */

  printf("a=%d b=%d\n",a,b);
  return 0;
}
传址就可以了

最初由 larblue 发布


用不着这么麻烦

void swap(int &a,int &b)
{
int temp;
temp=a;
a=b;
b=temp;
}

int main()
{
int a,b;
a=1; b=2;
swap(a,b); /* 交换了吗? */

printf("a=%d b=%d\n",a,b);
return 0;
}

........

正确的写法

#include <stdio.h>

void swap(int *a,int *b)
{
  int temp;
  temp=*a;
  *a=*b;
  *b=temp;
}

int main()
{
  int a,b;
  a=1; b=2;
  swap(&a,&b);   

  printf("a=%d b=%d\n",a,b);
  return 0;
}

楼上两位别着急呀，我留到下次写。

我当然知道   ~~  roba 写那个 bt 方案是讲学用的

我只是修正一下楼上那个C 代码的 pointer 错误用法，以免一些兄弟误学了

最初由 riijj 发布
我当然知道 ~~ roba 写那个 bt 方案是讲学用的

我只是修正一下楼上那个C 代码的 pointer 错误用法，以免一些兄弟误学了

呵呵
我的没有错你的也没有错

1、传值和传址：

lippman在说明这个问题的时候用了一个探索的过程，让初学者没有一点障碍的被领进了这个问题。

什么是形参？什么是实参呢？简单的说，编写函数的时候说明的参数就是形参，在调用函数的时候的参数就是实参。

当调用一个函数的时候，会在内存中建立一块特殊的区域，叫程序栈。他提供没个函数参数的储存空间。

在默认情况下，参数都会被复制一份传入程序栈，这就是所谓的传值，架设给一个数组排序，用传值的方式是不会改变原有数列的，这是就要用到传址。在参数前面加一个“&”即可。

什么时候该用到传址？当希望对传入的对象修改时，或者是如果传入参数对象过于庞大，用到传址就会大大提高程序的效率。

当然也可以用指针来传递参数，其实也是一样的，因为指针的本质就是地址。

引自重读《Essential C++ 读书笔记2》 by sssa2000

兄弟可以编译一下试试

兄弟，我解释一下  

Roba 写的是 “ 关于C中的函数调用 “ ，那是 C 代码，不是 C++

你这种写法只是 C++ 正确，在 C 是错误的

Roba，前面都是捧你的话，下面我打击你一下，在这里的朋友如果真想知道高级语言为了做了一些什么，你可以把你要分析的主题以高级语言代码形式完成，直接反汇编，自己分析去喽，看得多了，不懂也懂了！
前些天我写过书评《?客反汇编揭密》，全书基本就是这样的写法，说实话，这种写法，给我恶心坏了，没什么实在的东西，当然这也因人而异，我说的并不能代表其他人的感受，总之，其实这是件不难的事情，有心人都可以做到
To Roba：其实我很羡慕你，年纪不大，希望很大，祝你走得更好