简明x86汇编语言教程(6)-利用子程序与中断
4.0 利用子程序与中断
已经掌握了汇编语言？没错，你现在已经可以去破译别人代码中的秘密。然而，我们还有一件重要的东西没有提到，那就是自程序和中断。这两件东西是如此的重要，以至于你的程序几乎不可能离开它们。
4.1 子程序
在高级语言中我们经常要用到子程序。高级语言中，子程序是如此的神奇，我们能够定义和主程序，或其他子程序一样的变量名，而访问不同的变量，并且，还不和程序的其他部分相冲突。
然而遗憾的是，这种“优势”在汇编语言中是不存在的。
汇编语言并不注重如何减轻程序员的负担;相反，汇编语言依赖程序员的良好设计，以期发挥CPU的最佳性能。汇编语言不是结构化的语言，因此，它不提供直接的“局部变量”。如果需要“局部变量”，只能通过堆或栈自行实现。
从这个意义上讲，汇编语言的子程序更像GWBASIC中的GOSUB调用的那些“子程序”。所有的“变量”(本质上，属于进程的内存和寄存器)为整个程序所共享，高级语言编译器所做的，将局部变量放到堆或栈中的操作，只能自行实现。
参数的传递是靠寄存器和堆栈来完成的。高级语言中，子程序(函数、过程，或类似概念的东西)依赖于堆和栈来传递。
让我们来简单地分析一下一般高级语言的子程序的执行过程。无论C、C++、BASIC、Pascal，这一部分基本都是一致的。
毋庸置疑，堆栈在整个过程中发挥着非常重要的作用。不过，本质上对子程序最重要的还是返回地址。如果子程序不知道这个地址，那么系统将会崩溃。
调用子程序的指令是CALL，对应的返回指令是RET。此外，还有一组指令，即ENTER和LEAVE，它们可以帮助进行堆栈的维护。
CALL指令的参数是被调用子程序的地址。使用宏汇编的时候，这通常是一个标号。CALL和RET，以及ENTER和LEAVE配对，可以实现对于堆栈的自动操作，而不需要程序员进行PUSH/POP，以及跳转的操作，从而提高了效率。
作为一个编译器的实现实例，我用VisualC++编译了一段C++程序代码，这段汇编代码是使用特定的编译选项得到的结果，正常的RELEASE代码会比它精简得多。包含源代码的部分反汇编结果如下(取自Visual C++调试器的运行结果，我删除了10条int 3指令，并加上了一些注释，除此之外，没有做任何修改)：
| 1: int myTransform(int nInput){ 00401000 push ebp ; 保护现场原先的EBP指针 00401001 mov ebp,esp 2: return (nInput*2 + 3) % 7; 00401003 mov eax,dword ptr [nInput] ; 取参数 00401006 lea eax,[eax+eax+3] ; LEA比ADD加法更快 0040100A cdq ; DWORD->QWORD(扩展字长) 0040100B mov ecx,7 ; 除数 00401010 idiv eax,ecx ; 除 00401012 mov eax,edx ; 商->eax(eax中保存返回值) 3: } 00401014 pop ebp ; 恢复现场的ebp指针 00401015 ret ; 返回 ; 此处删除10条int 3指令，它们是方便调试用的，并不影响程序行为。 4: 5: int main(int argc, char* argv) 6: { 00401020 push ebp ; 保护现场原先的EBP指针 00401021 mov ebp,esp 00401023 sub esp,10h ; 为取argc, argv修正堆栈指针。 7: int a; 8: for(register int i=0; i<3; i++){ 00401026 mov dword ptr [i],0 ; 0->i 0040102D jmp main+18h (00401038) ; 判断循环条件 0040102F mov eax,dword ptr [i] ; i->eax 00401032 add eax,1 ; eax ++ 00401035 mov dword ptr [i],eax ; eax->i 00401038 cmp dword ptr [i],3 ; 循环条件: i与3比较 0040103C jge main+33h (00401053) ; 如果不符合条件，则应结束循环 9: a[i] = myTransform(i); 0040103E mov ecx,dword ptr [i] ; i->ecx 00401041 push ecx ; ecx (i) -> 堆栈 00401042 call myTransform (00401000); 调用myTransform 00401047 add esp,4 ; esp+=4: 在堆中的新单元 ; 准备存放返回结果 0040104A mov edx,dword ptr [i] ; i->edx 0040104D mov dword ptr a[edx*4],eax ; 将eax(myTransform返回值) ; 放回a[i] 10: } 00401051 jmp main+0Fh (0040102f) ; 计算i++，并继续循环 11: return 0; 00401053 xor eax,eax ; 返回值应该是0 12: } 00401055 mov esp,ebp ; 恢复堆栈指针 00401057 pop ebp ; 恢复BP 00401058 ret ; 返回调用者(C++运行环境) |
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