汇编层面分析函数调用

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：

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

• 2.1 call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。

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，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。

- End -

看雪ID：Jabez                      

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本文由看雪论坛 Jabez   原创

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