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Thinking in ASM (1)
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发表于: 2005-1-27 16:59
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Thinking in ASM
By RoBa
Introduction
呵呵，这个题目够吓人吧。别激动，不是什么经典著作又出来了，是我在这儿瞎侃呢。（我也没有系统地学习过计算机专业课，下面的议论都是大白话，高手莫笑。）
前些天买了本《程序员2004年合订本》，忽然发现热门语言又变成了Python什么的，可怜我还准备好好学学Java呢，看来是永远跟不上形势了。郁闷之际，忽然想起候捷老师的一句话来“勿在浮沙筑高台”，自己基础还没打好，还是先别去赶时髦了，就算我能用几十种语言写出个“Hello ,world!”又有什么用？于是静下心来学习C/C++和WindowsSDK编程，翻开K&R、Stroustrup、Petzold等等那些大师们的经典著作细读，常常在读到某一段时突然有醍醐灌顶的感觉，把自己以前东拼西凑的知识梳理得清楚了一些。不过可能是Crack弄得多了，干什么事老想寻根究底，于是就有了这篇文章。
大家都知道，不管你是什么语言，不管你是面向过程也好，面向对象也好，或者以后又有面向什么也好，我们的CPU不懂得类和对象，它只知道从主存中取出机器码然后一条一条执行。（至少当前是这样）
现在的程序语言越来越向人的方向靠拢，程序设计的思路越来越像人们平时自然的思考，也许在不久的将来我们就能直接用自然语言写程序了
但是，到目前为止CPU仍然是只认识机器码的，高级语言只不过把人工作转移给了相应的编译器而己，虽然方便，但给人一种“知其然不知其所以然”的感觉，另外，编译器自动产生的代码毕竟不能随意控制，在某些特殊情况下我们必须亲自动手对机器指令开刀。
这就好比你平时可以悠闲地在KFC啃着做好的炸鸡，不用管鸡是怎么做的，掏钱就行了，但当你在荒岛上饿了三天，突然发现面前一只活生生的大肥鸡时，你能再请麦当劳帮你做好吗？所以说，我们要学会自己来。毕竟，我们的身体最终需要的只是蛋白质和葡萄糖，正如我们的CPU最终需要的只是0和1一样。
那么，让我们进入一片机器代码的蛮荒之地，看看那些高级语言的高级特性是如何在低级代码上实现的。Just thinking in ASM code!
大家肯定已经哈哈大笑了，这种东西难道是一个人能够完成的？当然不行，所以我只把自己在学习过程中发现的一些有意思的小地方用汇编语言分析一下，作抛砖引玉之用，欢迎各位批评指正，多多补充。现在很流行写读书笔记，这也算一种吧。
By RoBa
Introduction
呵呵，这个题目够吓人吧。别激动，不是什么经典著作又出来了，是我在这儿瞎侃呢。（我也没有系统地学习过计算机专业课，下面的议论都是大白话，高手莫笑。）
前些天买了本《程序员2004年合订本》，忽然发现热门语言又变成了Python什么的，可怜我还准备好好学学Java呢，看来是永远跟不上形势了。郁闷之际，忽然想起候捷老师的一句话来“勿在浮沙筑高台”，自己基础还没打好，还是先别去赶时髦了，就算我能用几十种语言写出个“Hello ,world!”又有什么用？于是静下心来学习C/C++和WindowsSDK编程，翻开K&R、Stroustrup、Petzold等等那些大师们的经典著作细读，常常在读到某一段时突然有醍醐灌顶的感觉，把自己以前东拼西凑的知识梳理得清楚了一些。不过可能是Crack弄得多了，干什么事老想寻根究底，于是就有了这篇文章。
大家都知道，不管你是什么语言，不管你是面向过程也好，面向对象也好，或者以后又有面向什么也好，我们的CPU不懂得类和对象，它只知道从主存中取出机器码然后一条一条执行。（至少当前是这样）
现在的程序语言越来越向人的方向靠拢，程序设计的思路越来越像人们平时自然的思考，也许在不久的将来我们就能直接用自然语言写程序了
但是，到目前为止CPU仍然是只认识机器码的，高级语言只不过把人工作转移给了相应的编译器而己，虽然方便，但给人一种“知其然不知其所以然”的感觉，另外，编译器自动产生的代码毕竟不能随意控制，在某些特殊情况下我们必须亲自动手对机器指令开刀。这就好比你平时可以悠闲地在KFC啃着做好的炸鸡，不用管鸡是怎么做的，掏钱就行了，但当你在荒岛上饿了三天，突然发现面前一只活生生的大肥鸡时，你能再请麦当劳帮你做好吗？所以说，我们要学会自己来。毕竟，我们的身体最终需要的只是蛋白质和葡萄糖，正如我们的CPU最终需要的只是0和1一样。
那么，让我们进入一片机器代码的蛮荒之地，看看那些高级语言的高级特性是如何在低级代码上实现的。Just thinking in ASM code!
大家肯定已经哈哈大笑了，这种东西难道是一个人能够完成的？当然不行，所以我只把自己在学习过程中发现的一些有意思的小地方用汇编语言分析一下，作抛砖引玉之用，欢迎各位批评指正，多多补充。现在很流行写读书笔记，这也算一种吧。
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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…… |
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不错的文章...支持...
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好文章。
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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 
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没有哪个初学者写个交换函数会是这么写的
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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/...
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最初由 d1y2j3 发布 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…
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楼上两位别着急呀，我留到下次写。
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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 |
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最初由 riijj 发布 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 |
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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
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