用彙編的眼光看C (開篇)

2021-12-29 20:29:26 字數 4343 閱讀 2411

很多朋友,包括我自己在內,對c++語言的很多特性不是很明白。特別是幾年前找工作的時候,為了應付來自工作單位的考試,我經常逼著自己的去記住一些複雜的試題和答案。可是常常時間已過,一切又回到了原點。原來沒有弄清楚的問題還是沒有弄明白,一切都沒有發生改變。直到若干年後,當我在編碼過程中不斷積累經驗,嘗試用彙編**和記憶體資料來解釋一些現象的時候,才明白有些東西其實並不複雜。也許有的朋友對組合語言會有畏懼,其實沒有必要。只要你對c語言有一些基礎,對堆疊有一些印象,那麼你已經擁有組合語言的基礎了。在接下來的數篇部落格中,我們就會就x86彙編、資料型別、資料執行邏輯、指標、資料、類、過載運算子在彙編下是如何展開的做一些介紹,談一些個人的看法。下面,我們就進行一些小測試,同時用組合語言來說明一下。大家可以一起做一下。

(1)char name 和char* name

1: 2:    void process() 

3:    ; 

00401038   mov         eax,[string "hello" (0042201c)] 

0040103d   mov         dword ptr [ebp-8],eax 

00401040   mov         cx,word ptr [string "hello"+4 (00422020)] 

00401047   mov         word ptr [ebp-4],cx 

5:        char* name_glb = "hello"; 

0040104b   mov         dword ptr [ebp-0ch],offset string "hello" (0042201c) 

6:    } 

00401052   pop         edi 

00401053   pop         esi 

00401054   pop         ebx 

00401055   mov         esp,ebp 

00401057   pop         ebp 

00401058   ret 

通過上面的**,我們可以清楚地看出兩者之間的差別。"hello"字串是乙個全域性唯讀變數,空間位址為0x0042201c。name_tmp是函式內的char陣列,第4行語句下面四行表示全域性資料「hello」是分兩次拷貝到name_tmp的,第一次是dword、四個位元組,第二次是word、兩個位元組。所以name_tmp共有6個位元組。相比較而言,name_glb什麼也沒有,它只是把自己指向了全域性變數而已,所以它只是乙個指標而已。

(2)apple a()和apple b

假設class apple的定義為:

class apple 

public: 

apple() {} 

~apple() {} 

那麼apple a()和apple b是分別怎麼編譯的呢?

9:    void process() 

10:    

00401040   lea         ecx,[ebp-4] 

00401043   call        @ilt+10(apple::~apple) (0040100f) 

00401048   pop         edi 

00401049   pop         esi 

0040104a   pop         ebx 

0040104b   add         esp,44h 

0040104e   cmp         ebp,esp 

00401050   call        __chkesp (004010b0) 

00401055   mov         esp,ebp 

00401057   pop         ebp 

00401058   ret 

為什麼apple a()這邊什麼也沒有編譯呢?原因很簡單,因為編譯器把apple a()看成是乙個extern的函式,返回值為apple。與此相對應的apple b才是函式中真正定義的臨時變數,因為在下面不遠處有apple的兩個函式——apple的建構函式和apple的析構函式哦。

(3)(apple*) (0) -> print()

其中class apple這樣定義:

class apple 

int value; 

public: 

apple() {} 

~apple() {} 

void print()   

如果0設定為apple*,那麼訪問函式print會有問題嗎?

10:   void process() 

11:    

0040104f   pop         edi 

00401050   pop         esi 

00401051   pop         ebx 

00401052   add         esp,40h 

00401055   cmp         ebp,esp 

00401057   call        __chkesp (004010e0) 

0040105c   mov         esp,ebp 

0040105e   pop         ebp 

0040105f   ret 

通過執行函式,我們發現沒有任何異常產生,為什麼呢?因為我們發現ecx是作為0傳給print函式的,也就是我們熟悉的this指標為0。但是我們發現在print函式內部沒有用到this指標,因為我們根本沒有對this->value進行訪問,只是乙個返回語句return。這說明指標作為class null指標並不可怕,可怕的是用null去訪問記憶體中的資料。

(4)int m = 1; int n = m++ + ++m; 那麼n是多少呢?

10:   void process() 

11:    

0040d50a   pop         edi 

0040d50b   pop         esi 

0040d50c   pop         ebx 

0040d50d   mov         esp,ebp 

0040d50f   pop         ebp 

通過彙編**,我們看到【ebp-4】就是m在堆疊中的位址,【ebp-8】就是n在堆疊中的位址。int n = m++ + ++m下面總共有9句彙編。我們可以分析一下:前面三句表示m自己增加1,第四句表示ecx = m,即ecx = 2。第五句ecx和m相加,翻譯過來就是ecx = ecx + m。此時ecx = 4。第六句表示n = ecx。 第七句到第九句表示m自增加1。為什麼會出現這樣的情況呢,其實道理很簡單,主要是因為我們的表示式是從右向左運算的。如果大家這樣看就明白了,首先++m,然後n = m + m,最後m++。

(5)*p++和(*p)++區別是什麼

10:   void process() 

11:    

0040d507   pop         edi 

0040d508   pop         esi 

0040d509   pop         ebx 

0040d50a   mov         esp,ebp 

0040d50c   pop         ebp 

0040d50d   ret 

我們首先建立區域性變數data。然後把data的指標複製給p。從彙編**可以清楚的看出來:*p++就等於p++;(*p)++首先把指標複製給edx,然後獲取edx位址指向的char資料複製給al,al自增加1,同時p位址複製給ecx,al複製給ecx指向的位址,就是這麼簡單。

類似的問題還有很多,大家不妨自己試一試:

(1) 下面的union在記憶體是怎麼安排的?gcc和vc編譯的時候,分配的記憶體size是一樣的嗎?

typedef union  

char m:3; 

char n:7; 

int data; 

}value; 

(2) 下面位址一致嗎?

char value1 = ; 

char value2 = ; 

char* pvalue1 = 「hello」; 

char* pvalue2 = "hello"; 

value1和value2位址一致嗎?pvalue1和pvalue2呢? 

(3)下面一段話為什麼執行錯誤?為什麼記憶體洩露了?怎麼修改?

class apple 

char* pname; 

public: 

apple()  

~apple()  

void process() 

apple a, b;  

a = b; 

(全文完)

用彙編的眼光看C (開篇)

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