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汇编层面分析函数调用
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发表于: 2018-9-28 22:23
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前言
汇编语言是学习逆向的基础，本文通过从汇编的层面分析函数调用来了解 压栈 跳转 执行 返回 的具体实现流程以及对堆栈的应用。
知识有限，如果有错误或则不清楚的地方还请您指出。
您的鼓励是我写文章的动力。
1.函数调用的说明
在介绍函数调用的具体流程前，我们先来了解一下几个知识点。
1.1程序的执行流程
程序是顺序执行的，cpu是怎么进行实现的呢？
程序的执行离不开一个关键的寄存器。
我们首先来了解一下关于程序计数器的概念。
百度百科
由此可见，程序计数器的功能就是存放下一条要执行指令的地址。
在X86汇编中，执行程序计数功能的寄存器叫做EIP，指令指针寄存器。
我们可以写个简单的程序，查看反汇编了解一下。
EIP寄存器里面存放的就是即将要执行指令的地址。
1.2程序的栈结构
在经典的操作系统里，栈总是向下增长的。栈顶由esp寄存器定位。压栈操作使栈顶的地址减小，弹出操作使栈顶地址增大。
函数的调用离不开栈，栈中保存了函数调用当中的所有信息。
- 函数的返回地址和参数
- 函数的非静态的局部变量
- 保存上下文：保存一些不需要改变的寄存器
为了能够正确的处理函数调用的堆栈平衡，我们需要更正两个寄存器ebp，esp的位置。
1.把ebp提升到esp的位置
2.esp的值是动态变化的，随着申请更多的临时变量 e's'p会不断减小
3.调用函数后栈中的结构图
1.3调用约定及堆栈平衡
在函数调用过程中，参数需要提前压栈，而在函数调用结束后，之前压栈的参数也需要退栈。
这样就有一个问题，退栈的工作是交给调用者完成还是交给被调用函数完成？
这就需要有个约定
常见调用约定的堆栈平衡方式
| 调用约定 | 堆栈平衡方式 |
| __stdcall | 函数自己平衡 |
| __cdecl | 调用者负责平衡 |
| __thiscall | 调用者负责平衡 |
| __fastcall | 调用者负责平衡 |
| __naked | 有编写者负责 |
2.函数调用的流程
了解了基本的概念之后，回到主题：函数调用
- 压栈：函数参数压栈 返回地址压栈
- 跳转：跳转到函数所在代码处执行
- 执行：执行函数代码
- 返回：平衡堆栈 找出返回地址并跳回
2.1call指令
0x210000 call swap; 0x210005 mov ecx,eax;
call指令可以分解成两个指令
push 0x210005; jmp swap;
首先push当前指令下一条指令的地址，目的是调用完函数后可以跳回来
然后修改eip 跳到函数的地址
2.2 ret指令
ret指令表示取出当前栈顶值 作为返回地址 将eip修改为该地址
执行完这一步一个基本的函数调用就完成了
3.函数调用汇编实验
测试程序
在main函数中调用一个交换两个数的函数。
#include <stdio.h>
void _stdcall swap(int& a,int& b);
//交换两个数
void _stdcall swap(int& a, int& b)
{
int c = a;
a = b;
b = c;
}
void main()
{
int a = 1;
int b = 2;
printf("交换前：a =%d,b=%d\n",a,b);
swap(a,b);
printf("交换后：a= %d,b=%d\n",a,b);
getchar();
}程序的运行结果
3.1压栈
3.1.1函数参数压栈
真正调用函数前先将参数进行压栈(之前写错，感谢评论区指正)
我们通过观察寄存器和内存来查看变化过程
发现参数已经被压入栈中
3.1.2返回地址压入栈中
F11进入swap函数后，可以发现内存当中凭空出现一段数据 它是什么？？
其实它就是call指令的下一条指令的地址
3.2跳转
跳转到swap函数内部，下面是详细注解
3.3返回
执行ret前。
执行ret后
帖前先滑动左侧填充拼图
由于使用的是__stdcall的调用约定，在被调用函数内部进行堆栈平衡。
4.结语
这样，一个函数调用的实现就分析完成了。有好多细节的问题没有进行阐述。这样一篇文章用来总结汇编的知识点。希望遇到同道中人。
成为逆向大牛的过程是艰辛的，你已经迈出了第一步，加油。
最后于 2019-1-22 15:37
被kanxue编辑
，原因：
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感谢 |
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是的，谢谢指正 |
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你貌似没有理解我意思，我指的不是‘b’放错位置了，而是swap这个函数的参数是个地址，所以这个b和a地址才是参数，而不是b和a是参数。描述“取参数b的地址”意味着b是参数，所以不恰当，我说的“取b的地址作为参数”表明了b的地址才是真正的参数。所以下面那句参数a也不恰当。 |
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是我疏忽了，我重新编辑一下 |
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赞一个！期待楼主更多的文章
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学的x86的汇编，发现用的时候确实另外一套，廉颇老矣。 |
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这个标记应该是引用，不是指针 |
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您说的是3.1.1和3.1.2那两张图么 |
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被调函数中的返回地址就是之前加载进去的那一个啊 |
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1.运行了一次，esp不一样是因为中途调用了一次printf函数 2.esp返回到原来位置是因为函数使用了__stdcall的调用约定，在函数内部进行堆栈平衡，esp+8 |
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我上传的时候传错了。。。。。 |
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加了，感谢指正，我找时间重新编辑一下 |
