汇编调用C函数

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从系统引导过程中的汇编程序跳转到系统主函数中，或者在中断处理的汇编代码中跳转到中断处理函数（传闻中的中断上部），这些过程都是从汇编程序跳转到C程序的，其中不成缺少的有：调用商定，参数传递方式，函数调用方式等。由于这些过程都是在系统内核中，所以，我们讲解的是GNUC语言和ATT汇编语言。话不多说，下面让我们逐一介绍。

汇编调用C函数

函数的调用方式

函数的调用方式其实没那么繁杂，根本上就是jmp、call、ret或者他们的变种而已。让我们先看下面的程序。

inttest

inti=0;

i=1+2;

returni;

intmain

test;

return0;

这段程序根本上没有什么难点，很简朴，对吧？唯一要留神的地方是main函数的返回值，这里个人建议大家要使用int类型作为主函数的返回值，而不要使用void，或者其他类型。虽然，在主函数执行到return0之后就跟我们没有什么关系了。但是，有的编译器要求主函数要有个返回值，或者，在某些场合里，系统环境会用到主函数的返回值。考虑到上述理由，要使用int类型作为主函数的返回值，假设处于某个特殊的或者可预料的环境下，那就无所谓了。

说了这么多，反汇编一下这段代码，看看汇编语言是怎么调用test函数的。工具objdump，用于反汇编二进制程序，它有好多参数，可以反汇编出各类想要的信息。

objdump工具命令：

objdump-dtest

下面是反汇编后的片面代码，把相关的系统运行库等一些与上面C程序不相关的代码疏忽掉。经过删减后的反汇编代码如下：

0000000000400474:

400474:55push%rbp

400475:4889e5mov%rsp,%rbp

400478:c745fc00000000movl$0x0,-0x4%rbp

40047f:c745fc03000000movl$0x3,-0x4%rbp

400486:8b45fcmov-0x4%rbp,%eax

400489:c9leaveq

40048a:c3retq

000000000040048b

:

40048b:55push%rbp

40048c:4889e5mov%rsp,%rbp

40048f:b800000000mov$0x0,%eax

400494:e8dbffffffcallq400474

400499:b800000000mov$0x0,%eax

40049e:c9leaveq

40049f:c3retq

大家先看000000000040048b:这一行，这里就是主函数，前面的000000000040048b其实是函数main的地址。一共16个数，16*4=64，对！这就是64位地址宽度啦。

乍一看，有好多个“%”符号，还记得2.2.1节里讲的ATT汇编语法吗？这就是那里面说——引用寄放器的时候要在前面加“%”符号。

还有一些汇编指令的后缀，如：“l”、“q”。“l”的意思是双字（long型），“q”的意思是四字（64位寄放器的后缀就是这个）。

假设您留心查看，是不是会察觉有些寄放器rbp，rsp等，感觉会跟ebp和esp有关系呢？答对了，esp寄放器是32位寄放器，而rsp寄放器是64位寄放器。这是Intel对寄放器的一种向下继承性，从最开头一字节的al，ah，到两字节的ax（16位），四字节的eax（32位），再到八字节的rax（64位），寄放器的长度在不断的扩展，对于相关指令的使用，也从“b”、“l”，“q”，也是不断的向下继承或扩展。

这里有一条指令leaveq，它等效于movq%rbp,%rsp;popq%rbp;

callq400474这句的意思就是跳转到test函数里执行。其实汇编调用C函数就这么简朴，假设把这条callq指令改成jmpq指令也是可以的。这要从call和jmp的识别上说起，call会把在其之后的那条指令的地址压入栈，在上面反汇编后的代码中，就是0000000000400499，然后再跳转到test函数里执行。而jmpq就不会把地址0000000000400499压入栈中。当函数执行完毕，调用retq指令返回的时候，会把栈中的返回地址弹出到rip寄放器中，这样就返回到main函数中持续执行了。

实现jmpq代替callq的伪代码如下所示：

pushq$0x0000000000400499

jmpq400474

对于callq400474这条指令也可以使用retq来实现。它的实现原理是：指令retq会将栈中的返回地址弹出，并放入到rip寄放器中，然后处理器从rip寄放器所指的地址内取指令后持续执行。根据这个原理，可以先将返回地址0000000000400499压入栈中。然后再将test函数的入口地址0000000000400474压入栈中，接着使用retq指令，以调用返回的形式，从main函数“返回”到test函数中。

实现retq代替callq的伪代码如下所示：

pushq$0x0000000000400499

pushq$0x0000000000400474

retq

这些看起来是不是没有想象的那么难？其实把汇编的原理掌管领会了，这些都是可以生动运用的，梦想这段内容能启发读者的灵感~！

调用商定

对于不同的公司，不同的语言以及不同的需求，都是用各自不同的调用商定，而且他们往往差异很大。在IBM兼容机对市场举行洗牌后，微软操作系统和编程工具占据了统治地位，除了微软之外，还有零星的一些公司，以及开源工程GCC，都各自维护着自己的标准。下面是对比流行的几款调用标准，咱们写的大多数程序都出自这个标准之一。

stdcall

1、在举行函数调用的时候，函数的参数是从右向左依次放入栈中的。

如：

intfunction（intfirst，intsecond）

这个函数的参数入栈依次，首先是参数second，然后是参数first。

2、函数的栈平衡操作是由被调用函数执行的，使用的`指令是retnX，X表示参数占用的字节数，CPU在ret之后自动弹出X个字节的堆栈空间。例如上面的function函数，当我们把function的函数参数压入栈中后，当function函数执行完毕后，由function函数负责将传递给它的参数first和second从栈中弹出来。

3、在函数名的前面用下划线修饰，在函数名的后面由@来修饰，并加上栈需要的字节数。如上面的function函数，会被编译器转换为_function@8。

cdecl

1、在举行函数调用的时候，和stdcall一样，函数的参数是从右向左依次放入栈中的。

2、函数的栈平衡操作是由调用函数执行的，这点是与stdcall不同之处。stdcall使用retnX平衡栈，cdecl那么使用leave、pop、增加栈指针寄放器的数据等方法平衡栈。

3、每一个调用它的函数都包含有清空栈的代码，所以编译产生的可执行文件会比调用stdcall商定产生的文件大。

cdecl是GCC的默认调用商定。但是，GCC在x64位系统环境下，使用寄放器作为函数调用的参数。按照从左向右的依次，头六个整型参数放在寄放器RDI,RSI,RDX,RCX,R8和R9上，同时XMM0到XMM7用来放置浮点变元，返回值保存在RAX中，并且由调用者负责平衡栈。

fastcall

1.函数调用商定规定，函数的参数在可能的处境下使用寄放器传递参数，通常是前两个DWORD类型的参数或较小的参数使用ECX和EDX寄放器传递，其余参数按照从右向左的依次入栈。

2、函数的栈平衡操作是由被调用函数在返回之前负责除掉栈中的参数。

还有好多调用规矩，如：thiscall、nakedcall、pascal等，有兴趣的读者可以自己去研究一下。

参数传递方式

函数参数的传递方式无外乎两种，一种是通过寄放器传递，另一种是通过内存传递。这两种传递方式在我们平日的开发中并不会被关注，由于不在特殊处境下，这两种传递方式，都可以得志要求。但是，我们要写的是操作系统，在操作系统里面有好多苛刻的环境要求，这使得我们不得不了解这些参数传递方式，来解决这些问题。

寄放器传递

寄放器传递就是将函数的参数放到寄放器里传递，而不是放到栈里传递。这样的好处主要是执行速度快，编译后生成的代码量少。但只有少片面调用规定默认是通过寄放器传递参数，大片面编译器是需要特殊指定使用寄放器传递参数的。

在X86体系布局下，系统调用一般会使用寄放器传递，由于看过的内核种类有限，也不能确定全体的内核都是这么处理的，但是Linux内核断定是这么做的。由于应用程序的执行空间和系统内核的执行空间是不一样的，假设想从应用层把参数传递到内核层的话，最便当快捷的方法是通过寄放器传递参数，否那么需要使用很大的周折才能把数据传递过去，理由会在以后的章节中细致陈述。

内存传递

内存传递参数很好理解，在大多数处境下参数传递都是通过内存入栈的形式实现的。