最近网易云课堂开放了一节叫Linux内核分析的课程 。 一直对操作系统和计算机本质很感兴趣 ， 于是进去看了下 ， 才第一堂课 ， 老师就要求学生写一篇关于课时1的博客作为作业 。 对于这种新颖的作业形式 ， 笔者相当惊讶 。 好吧 ， 作为任务 ， 还是完成一下吧 ， 刚好需要消化一下 。 本文将会按照要求 ， 将一段C语言代码编译成汇编 ， 并给予分析和自己的思考 。
首先对会涉及到的一些CPU寄存器和汇编的基础知识罗列一下：
●16位、32位、64位的CPU寄存器名称有所不同 ， 比如指令地址寄存器ip ， 在16位中叫ip ， 32位中叫eip ， 64位叫rip
●32位的汇编指令通常以l结尾 ， 比如movl相当于mov的含义
●ebp : 堆栈基地址 寄存器 ， 这个寄存器保存的是当前执行绪的栈底地址
●esp : 堆栈栈顶 寄存器 ， 这个寄存器保存的是当前执行绪的栈顶地址
●eip : 指令地址 寄存器 ， 这个寄存器保存的是指令所在的地址 ， CPU会不断的根据eip所指向的指令去内存取指令并执行 ， 并自行累加取下一条指令逐条执行 。 eip无法直接赋值 ， call、ret、jmp等指令可以起到修改eip的作用
●8(%ebp)表示先找到 ebp所指向的地址值+8后得到的地址
●栈地址值是向下增长的 ， 即栈顶从高地址向低地址移动
准备工作
准备一段C代码：

int g(int x)
{
return x+5;
}
int f(int x)
{
return g(x);
}
int main(void)
{
return f(10)+1;
}

使用实验楼环境

文章图片

编译成汇编代码
使用如下命令编译上面的c代码

gcc -S -o main.s main.c -m32

去掉不重要的部分后 ， 得到：
汇编代码结果为：

g:
pushl %ebp
movl %esp, %ebp
movl 8(%ebp), %eax
popl %ebp
ret
f:
pushl %ebp
movl %esp, %ebp
movl 8(%ebp), %eax
movl %eax, (%esp)
call g
leave
ret
main:
pushl %ebp
movl %esp, %ebp
call f
leave
ret

分析
具体的逐步分析 ， 这里就省了 ， 老师课上讲的很详细了 ， 这里主要是要进行思考和归纳 。
首先 ， 我们看到3个C函数对应生成了3个部分的汇编代码 ， 分别用函数名作为标号隔开了

int g(int x) -> g:
int f(int x) -> f:
int main(void) -> main:

我们知道程序是从main函数开始执行的 ， 那么当程序被加载并运行时 ， 上面的汇编代码会被加载到内存的某一个区域 。 而且 ， CPU中的很多寄存器都会初始化 ， 当然其中最重要的是eip ， 因为eip是指向下一条将要执行的命令所在的内存地址 ， 所以此时的eip应该指向main标号下的pushl %ebp：

main:
eip -> pushl %ebp

程序开始执行…
我们捆绑着看 ， 首先先看这两条：

pushl %ebp
movl %esp, %ebp

再观察一下整个代码 ， 有没有发现不仅仅是main函数 ， 函数f和g的开头也是这两个指令 。 分析一下 ， 不难得出 ， 这两条指令是指将当前栈基地址压栈后 ， 重新将基地址定位到栈顶 ， 这个含义其实是保存好当前的基地址 ， 重新开始一个新的栈 。 由于函数可以调函数 ， 这里的当前基地址 ， 实际上是上一个函数的栈基地址 。 例如 ， 在f函数中的这两句指令 ， 实际上保存的是main函数的栈基地址 。
接着来分析两句：