汇编调用c函数为什么要设置栈
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汇编调用c函数为什么要设置栈计算机领域,堆栈是一个不容忽视的概念,堆栈是两种数据结构。
堆栈都是一种数据项按序排列的数据结构,只能在一端(称为栈顶(top))对数据项进行*入和删除。
在单片机应用中,堆栈是个特殊的存储区,主要功能是暂时存放数据和地址,通常用来保护断点和现场。
要点:堆,队列优先,先进先出。
栈,先进后出(First-In/Last-Out)。
汇编调用c函数为什么要设置栈,下面我们一起来看看。
(1)保存现场/上下文(2)传递参数:汇编代码调用c函数时,需传递参数(3)保存临时变量:包括函数的非静态局部变量以及编译器自动生成的其他临时变量。
之前看了很多关于uboot的分析,其中就有说要为C语言的运行,准备好栈。
而自己在Uboot的start.S汇编代码中,关于系统初始化,也看到有栈指针初始化这个动作。
但是,从来只是看到有人说系统初始化要初始化栈,即正确给栈指针sp赋值,但是却从来没有看到有人解释,为何要初始化栈。
所以,接下来的内容,就是经过一定的探究,试图来解释一下,为何要初始化栈。
要明白这个问题,首先要了解栈的作用。
关于栈的作用,要详细讲解的话,要很长的篇幅,所以此处只是做简略介绍。
总的来说,栈的作用就是:保存现场/上下文,传递参数,保存临时变量1.保存现场/上下文现场/上下文,意思就相当于案发现场,总有一些现场的情况,要记录下来的,否则被别人破坏掉之后,你就无法恢复现场了。
而此处说的现场,就是指CPU运行的时候,用到了一些寄存器,比如r0,r1等等,对于这些寄存器的值,如果你不保存而直接跳转到子函数中去执行,那么很可能就被其破坏了,因为其函数执行也要用到这些寄存器。
因此,在函数调用之前,应该将这些寄存器等现场,暂时保持起来(入栈push),等调用函数执行完毕返回后(出栈pop),再恢复现场。
这样CPU就可以正确的继续执行了。
保存寄存器的值,一般用的是push指令,将对应的某些寄存器的值,一个个放到栈中,把对应的值压入到栈里面,即所谓的压栈。
简述栈的工作原理栈是计算机科学中一种重要的数据结构,它的工作原理可以简述为“先进后出”的原则。
栈的设计和实现使得它在各种计算机程序中扮演着重要的角色,包括编译器、操作系统和各种应用程序等。
栈可以看作是一种特殊的线性表,它只允许在表的一端进行插入和删除操作。
这一端被称为栈顶,另一端被称为栈底。
栈底固定,而栈顶可以随着插入和删除操作的进行而改变。
栈中的元素按照插入的先后顺序排列,最后插入的元素总是位于栈顶,而最先插入的元素总是位于栈底。
栈的插入操作被称为入栈,也被称为压栈或推栈。
入栈操作将一个新的元素放置在栈顶,同时栈顶向上移动一个位置。
栈的删除操作被称为出栈,也被称为弹栈。
出栈操作从栈顶删除一个元素,同时栈顶向下移动一个位置。
栈的工作原理可以用一个简单的例子来说明。
假设我们要对一串字符进行括号匹配的检查,即检查括号是否成对出现且嵌套正确。
我们可以使用栈来实现这个功能。
我们创建一个空栈。
然后,我们从左到右依次遍历字符串中的每个字符。
对于每个字符,如果它是一个左括号(如"("、"["或"{"),我们将其入栈;如果它是一个右括号(如")"、"]"或"}"),我们将其与栈顶的元素进行匹配。
如果栈顶的元素是相应的左括号,我们将栈顶的元素出栈;如果不匹配,或者栈为空,那么说明括号匹配出现错误。
最后,如果所有的字符都被处理完,并且栈为空,那么括号匹配是正确的;否则,括号匹配是错误的。
这个例子展示了栈的典型应用场景之一,即处理嵌套结构的问题。
栈的先进后出的特性使得它非常适合处理这类问题。
当我们需要记录嵌套结构的层次关系时,栈可以派上用场。
在上述例子中,栈记录了每个左括号的位置,使得我们可以在遇到右括号时快速找到相应的左括号。
除了括号匹配,栈还可以用来解决其他一些常见的问题,如逆序输出、函数调用和表达式求值等。
3.4.2 在汇编程序中调用C函数从汇编程序中调用C语言函数的方法实际上在上面已经给出。
在上面C语言例子对应的汇编程序代码中,我们可以看出汇编程序语句是如何调用swap()函数的。
现在我们对调用方法作一总结。
在汇编程序调用一个C函数时,程序需要首先按照逆向顺序把函数参数压入栈中,即函数最后(最右边的)一个参数先入栈,而最左边的第1个参数在最后调用指令之前入栈,如图3-6所示。
然后执行CALL 指令去执行被调用的函数。
在调用函数返回后,程序需要再把先前压入栈中的函数参数清除掉。
调用函数时压入堆栈的参数在执行CALL指令时,CPU会把CALL指令的下一条指令的地址压入栈中(见图3-6中的EIP)。
如果调用还涉及代码特权级变化,那么CPU会进行堆栈切换,并且把当前堆栈指针、段描述符和调用参数压入新堆栈中。
由于Linux内核中只使用中断门和陷阱门方式处理特权级变化时的调用情况,并没有使用CALL指令来处理特权级变化的情况,因此这里对特权级变化时的CALL指令使用方式不再进行说明。
汇编中调用C函数比较"自由",只要是在栈中适当位置的内容就都可以作为参数供C函数使用。
这里仍然以图3-6中具有3个参数的函数调用为例,如果我们没有专门为调用函数func()压入参数就直接调用它的话,那么func()函数仍然会把存放EIP位置以上的栈中其他内容作为自己的参数使用。
如果我们为调用func()而仅仅明确地压入了第1、第2个参数,那么func()函数的第3个参数p3就会直接使用p2前的栈中内容。
在Linux 0.1x内核代码中就有几处使用了这种方式。
例如在kernel/sys_call.s汇编程序中第231行上调用copy_process()函数(kernel/fork.c中第68行)的情况。
在汇编程序函数_sys_fork中虽然只把5个参数压入了栈中,但是copy_process()却带有多达17个参数(见下面的程序)。
栈在C语言中的应用栈(Stack)是一种常见的数据结构,它采用“后进先出”(Last-In-First-Out,简称LIFO)的原则。
在C语言中,栈可以通过数组或者链表来实现。
栈在C语言中有着广泛的应用,包括函数调用、表达式求值、内存管理等方面。
本文将介绍栈在C语言中的应用,并分析其实现原理和使用技巧。
一、栈的基本概念和原理栈是一种线性数据结构,它具有以下两个基本操作:1. 入栈(Push):将一个元素添加到栈顶。
2. 出栈(Pop):将栈顶元素删除并返回。
栈的实现可以使用数组或者链表,两种方式各有优劣。
使用数组实现的栈叫做顺序栈,使用链表实现的栈叫做链式栈。
顺序栈的实现思路是利用数组的连续存储空间,通过一个指针top指向栈顶元素。
入栈操作只需将元素放入top指向的位置并将top自增;出栈操作只需将top自减并返回top指向的元素。
链式栈的实现思路是利用链表的节点存储元素,并通过一个指针top指向栈顶节点。
入栈操作只需创建一个新节点,将元素存入节点并将该节点插入到链表头部,并更新top指针;出栈操作只需删除链表头部节点并返回其存储的元素。
二、栈在函数调用中的应用在C语言中,函数调用时需要保存当前函数的执行上下文,包括参数、局部变量和返回地址等。
这些信息需要在函数结束后能够被正确恢复,而栈正是实现这一功能的常用数据结构。
当一个函数被调用时,将其参数和局部变量存储在栈中。
栈顶指针指向刚进入函数时的位置,而栈底指针指向函数调用栈的底部。
当函数返回时,栈顶指针回退到初始位置,这样之前保存的局部变量和返回地址就可以被恢复。
下面是一个示例代码,演示了栈在函数调用中的应用:```c#include <stdio.h>void func2();void func1(){int x = 1;printf("In func1: x = %d\n", x);func2();printf("Back to func1: x = %d\n", x);}void func2(){int y = 2;printf("In func2: y = %d\n", y);}int main(){func1();return 0;}```该代码中,函数`func1`调用了函数`func2`,并在函数内定义了一个局部变量`x`。
简述栈指令的功能栈指令,作为计算机指令中的一种类型,扮演着重要的角色。
它们被广泛应用于计算机系统的内存管理、函数调用以及各种算法和数据结构的实现中。
在本文中,我们将简要讨论栈指令的功能及其在计算机系统中的应用。
首先,让我们先了解一下栈的概念。
栈是一种基于后进先出(Last In First Out,LIFO)原则的数据结构。
它将数据以一种特定的方式存储和访问,只允许在栈顶进行插入和删除操作。
这种特殊的结构使得栈在实现各种算法和数据结构时非常有用。
栈指令的功能主要包括数据的入栈和出栈,以及栈指针的移动和操作。
首先,入栈操作将数据放入栈中的栈顶位置,同时栈指针向上移动一个位置;而出栈操作则是从栈顶位置取出数据,并将栈指针向下移动一个位置。
这两种操作相互配合,使得栈可以有效地管理数据的存储和访问。
栈指令在函数调用中扮演着重要的角色。
当我们调用一个函数时,计算机需要保存当前函数的现场信息,如函数的局部变量、参数以及返回地址等。
栈的特性使得它非常适合用于存储这些信息。
在函数调用过程中,相关的数据会被依次入栈,形成一个“调用栈帧”,而在函数返回时则通过出栈恢复现场信息,使得程序可以继续执行。
此外,栈指令也广泛应用于内存管理中。
在计算机系统中,栈通常被用来管理变量的生命周期和内存的分配。
当一个变量被定义时,它会被分配一个内存地址,而栈指令可以用来控制变量的入栈和出栈。
在变量的作用域结束时,通过出栈操作释放变量所占用的内存,从而避免了内存泄漏的问题。
此外,栈指令还常用于算法和数据结构的实现中。
例如,深度优先搜索(DFS)算法中可以使用栈来实现搜索过程中的状态回溯;括号匹配问题可以使用栈来判断括号是否匹配;逆波兰表达式的计算可以利用栈来实现等等。
这些应用进一步展示了栈指令在计算机科学领域中的重要性。
简而言之,栈指令的功能包括数据的入栈和出栈操作,以及对栈指针的移动和操作。
它们在计算机系统的内存管理、函数调用以及各种算法和数据结构的实现中发挥着重要的作用。
汇编语言堆栈指令汇编语言是一种底层的计算机语言,它直接操作计算机的硬件。
在汇编语言中,堆栈(Stack)是一种重要的数据结构,用于存储程序执行时的临时数据和返回地址等信息。
堆栈指令用于操作堆栈,包括入栈、出栈、压栈和弹栈等操作。
本文将从堆栈指令的角度介绍汇编语言的相关知识。
一、入栈指令入栈指令用于将数据压入堆栈,常用的入栈指令有PUSH和PUSHA。
PUSH指令可以将立即数或寄存器中的值压入堆栈,而PUSHA指令可以将通用寄存器中的值一次性压入堆栈。
入栈指令的作用是保存临时数据,以便后续的操作使用。
二、出栈指令出栈指令用于将数据从堆栈中弹出,常用的出栈指令有POP和POPA。
POP指令可以将堆栈顶部的数据弹出并存入指定的寄存器,而POPA 指令可以一次性将堆栈中的数据弹出并存入通用寄存器。
出栈指令的作用是恢复之前保存的数据,以便继续执行程序。
三、堆栈指针堆栈指针(Stack Pointer)是一个特殊的寄存器,用于指示当前堆栈的顶部位置。
在x86架构中,堆栈指针通常用ESP表示。
入栈和出栈指令会自动更新堆栈指针的值,以保证数据正确地压入和弹出堆栈。
四、压栈和弹栈压栈和弹栈是堆栈操作中的两个重要概念。
压栈(Push)指的是将数据从数据段移动到堆栈段的过程,堆栈指针会自动减小。
弹栈(Pop)指的是将数据从堆栈段移动到数据段的过程,堆栈指针会自动增加。
压栈和弹栈是堆栈操作的基本操作,用于实现数据的存储和读取。
五、堆栈的应用堆栈在汇编语言中有着广泛的应用,它可以用于实现函数的调用和返回、保存寄存器的状态、传递参数和局部变量等。
函数的调用和返回是汇编语言程序中常见的操作,它们依赖于堆栈来传递参数和保存返回地址。
当一个函数被调用时,参数会被压入堆栈,函数执行完毕后,返回地址会从堆栈中弹出,程序继续执行返回地址指向的位置。
堆栈还可以用于保存寄存器的状态。
在汇编语言中,为了保护现场,程序在执行前会将当前寄存器的值保存到堆栈中,执行完毕后再将堆栈中的值恢复到寄存器中。
栈的应用及特性栈是计算机科学中一种非常重要的数据结构,具有广泛的应用和独特的特性。
下面将详细介绍栈的应用及特性。
一、栈的应用:1. 函数调用:在程序执行过程中,函数的调用和返回通常采用栈进行管理。
当一个函数被调用时,函数的参数和局部变量被压入栈中,函数执行完毕后,这些信息会被弹出栈恢复到调用函数的状态。
2. 表达式求值:在编程语言中,栈可用于表达式求值、中缀表达式转换为后缀表达式等相关操作。
通过利用栈的先进后出特性,可以方便地实现这些功能。
3. 递归算法:递归算法中的递归调用也可以通过栈来实现。
当算法需要递归调用时,将函数和相关变量的信息压入栈中,等到递归结束后,再从栈中弹出恢复状态。
4. 括号匹配:栈也常用于判断表达式中的括号是否匹配。
遍历表达式,遇到左括号时压入栈,遇到右括号时弹出栈顶元素,如果匹配则继续,不匹配则判定为括号不匹配。
5. 浏览器的前进后退:浏览器的前进后退功能可以使用栈实现。
每次浏览一个网页时,将该网页的URL压入栈中,点击后退按钮时,再从栈中弹出上一个URL,即可实现返回上一个网页的功能。
6. 撤销操作:在图形界面软件中,通常会有撤销操作。
使用栈可以将每一步操作的状态依次压入栈中,当用户需要撤销时,再从栈中弹出最近的状态,恢复到之前的操作状态。
二、栈的特性:1. 先进后出:栈是一种后进先出(LIFO)的数据结构,即最新添加的元素最先被访问或者删除。
这一特性使得栈能够方便地实现函数调用和返回等操作。
2. 只能操作栈顶元素:由于栈的特性,只能访问或者修改栈顶元素,无法直接访问或者修改栈中的其他元素。
需要先将栈顶元素弹出后,才能访问或者修改下一个栈顶元素。
3. 顺序存储结构:栈可以使用数组或者链表实现。
使用数组实现时,需要指定栈的最大容量,而使用链表实现时,没有容量限制。
4. 操作复杂度:栈的插入和删除操作只涉及栈顶元素,所以其操作复杂度为O(1)。
但是栈的搜索和访问操作需要从栈顶开始遍历,所以其操作复杂度为O(n)。
c语言栈的名词解释在计算机科学和编程中,栈(Stack)是一种重要的数据结构。
C语言作为一种广泛应用的编程语言,自然也涉及到栈的概念和使用。
在本文中,将对C语言栈进行详细的名词解释和功能介绍。
1. 栈的定义和特点栈是一种线性的数据结构,它的特点是后进先出(Last In First Out, LIFO)。
也就是说,最后一个进入栈的元素将是第一个被访问、被移除的。
栈采用两个基本操作,即压栈(Push)和弹栈(Pop),用于对数据的插入和删除。
2. 栈的结构和实现方式在C语言中,栈可以用数组或链表来实现。
使用数组实现的栈叫作顺序栈,使用链表实现的栈叫作链式栈。
顺序栈使用数组来存储数据,通过一个指针(栈顶指针)来指示栈顶元素的位置。
当有新元素要进栈时,栈顶指针先向上移动一位,然后将新元素存入该位置。
当要弹栈时,栈顶指针下移一位,表示将栈顶元素移除。
链式栈通过链表来存储数据,每个节点包含一个数据项和一个指向下一个节点的指针。
链式栈通过头指针指示栈顶节点的位置,新元素插入时构造一个新节点,并将其指针指向原栈顶节点,然后更新头指针。
弹栈时,只需将头指针指向下一个节点即可。
3. 栈的应用场景栈在计算机科学中有广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景:a. 函数调用:在函数调用过程中,函数的参数、局部变量和返回地址等信息会以栈的形式压入内存中,而在函数返回时将逆序地从栈中弹出这些信息。
b. 表达式求值:中缀表达式在计算机中不方便直接求值,而将中缀表达式转换为后缀表达式后,利用栈可以方便地完成求值过程。
c. 内存分配:在程序运行时,栈用于管理变量和函数的内存分配。
当变量定义时,栈会为其分配内存空间,并在其作用域结束时将其回收。
d. 括号匹配:在处理一些语法相关的问题时,栈可以很好地用来检测括号的匹配情况,例如括号是否成对出现、嵌套层次是否正确等。
4. 栈的复杂度分析栈的操作主要包括入栈和出栈两种操作,它们的时间复杂度均为O(1)。
栈和队列在程序设计中的作用栈和队列是两种常用的数据结构,它们在程序设计中有不同的作用。
栈(Stack)是一种先进后出(Last-In-First-Out,LIFO)的数据结构。
在程序设计中,栈经常用于处理函数调用、表达式求值和内存管理等问题。
1. 函数调用:每次函数调用时,系统会使用一个栈帧(Stack Frame)来保存函数的参数、局部变量和返回地址等信息。
函数执行完成后,栈帧会被弹出,回到上一次函数调用的位置。
2. 表达式求值:在算术表达式中,使用栈可以方便地进行运算符优先级的比较和计算。
例如,要求解一个后缀表达式(逆波兰表达式),可以使用栈来保存操作数,并按照运算符的顺序进行计算。
3. 内存管理:栈也可以用于内存的分配和释放。
当程序需要为局部变量分配内存时,可以在栈上分配一块固定大小的空间。
当局部变量的作用域结束时,栈帧会被弹出,释放这块内存空间。
队列(Queue)是一种先进先出(First-In-First-Out,FIFO)的数据结构。
在程序设计中,队列经常用于解决需要按照顺序处理的问题。
1. 任务调度:在实时系统或多线程环境下,需要根据优先级和时间顺序进行任务调度。
队列可以用于存储待执行的任务,按照顺序依次执行。
2. 缓冲区管理:在网络通信、操作系统等领域,需要使用缓冲区来存储和传输数据。
队列可以用于管理缓冲区,实现数据的有序存储和传输。
3. 广度优先搜索:在图论和算法中,广度优先搜索(Breadth-First Search,BFS)通过队列实现。
通过按层级的顺序访问图中的节点,可以搜索最短路径、最小生成树等问题。
总之,栈和队列在程序设计中具有不同的作用。
栈常用于函数调用、表达式求值和内存管理等问题;队列常用于任务调度、缓冲区管理和广度优先搜索等问题。
程序栈的原理程序栈,也常被称为调用栈或执行栈,是一种用于存储函数调用及其相关数据的一种数据结构。
在程序执行过程中,每当一个函数被调用时,相关的信息会被保存到栈中,直到函数的执行完成,栈再次被弹出。
程序栈的原理涉及到以下几个方面:栈的结构、函数调用以及栈帧的组成。
首先,我们来介绍一下栈的结构。
栈是一种后进先出(Last-In-First-Out,LIFO)的数据结构,类似于我们日常生活中的栈,比如一叠书或一摞盘子。
栈的特点是只能在栈顶进行插入和删除操作,这也就意味着我们只能访问或修改最后一个插入的元素,而不能随意访问或修改栈中的其他元素。
其次,函数调用是程序栈的核心原理。
在程序执行过程中,当一个函数被调用时,系统会为该函数在栈中分配一段内存空间,这段内存空间通常被称为栈帧(Stack Frame)。
栈帧包含了函数的参数、局部变量、返回地址以及一些其他辅助信息。
当一个函数执行完毕后,相应的栈帧会被弹出。
函数调用的过程可以分为以下几个步骤:1. 调用者将函数的参数传递给被调用者,并将函数的返回地址保存到栈中。
2. 被调用者在栈中为自己分配空间,保存参数和局部变量。
3. 被调用者执行函数体代码。
4. 函数执行完毕后,将返回值保存到指定的位置,并将栈帧弹出。
栈帧的组成包括以下几个部分:1. 参数:函数的参数在栈帧中被保存,以便在函数内部使用。
参数个数和类型由函数的定义决定。
2. 局部变量:函数内部声明的变量在栈帧中被保存。
这些变量的作用域仅限于函数内部。
3. 返回地址:在函数被调用时,调用指令的下一条指令地址被保存到栈帧中。
函数执行完毕后,通过该地址可以正确返回到函数调用的位置。
4. 动态链接:在函数调用链中,每一层的栈帧中都包含一个指向上一层栈帧的指针,用于链式访问不同栈帧中的数据。
5. 其他辅助信息:栈帧中还可以保存其他与函数执行相关的信息,比如异常处理信息等。
程序栈的原理在实际应用中具有广泛的用途。
C语言函数调用原理
函数调用原理是指在C语言程序中,通过函数的调用来实现
代码的重用和模块化的编程方式。
函数调用原理主要涉及栈、函数调用过程和参数传递等方面。
在C语言中,当需要调用一个函数时,首先需要将函数的信
息压入栈中。
栈是一种后进先出(LIFO)的数据结构,用于
存储函数调用时产生的临时数据和函数调用的返回地址。
栈顶指针指向栈中当前可用的位置,当调用函数时,栈顶指针会向下移动,为函数的局部变量和参数分配空间。
当调用函数时,程序会将调用函数的返回地址压入栈中,并跳转到被调用函数的入口地址开始执行。
被调用函数执行完毕后,会通过返回指令将控制权和返回值返回到调用函数。
在函数调用过程中,还涉及参数的传递。
C语言中的参数传递
方式包括值传递、地址传递和指针传递。
对于简单类型的参数,如整型或字符型,一般采用值传递方式,即将参数的值复制一份传递给函数,不影响原始变量的值。
对于复杂类型参数,如数组或结构体,一般采用地址传递方式,即将参数的地址传递给函数,函数可以通过指针访问和修改参数的值。
总结起来,C语言的函数调用原理主要涉及栈、函数调用过程
和参数传递等方面。
通过函数的调用,可以实现代码的重用和模块化,提高程序的可读性和可维护性。
汇编中调⽤函数堆栈的变化及段的定义今天阅读《unix环境⾼级编程》P153中关于c程序的存储空间布局提到栈的变化:⾃动变量以及每次函数调⽤时所需保存的信息都存放在此段中。
有点不理解了,于是上⽹查资料。
所得如下:摘要:本⽂说明⾼级语⾔编译成汇编语⾔后,⾼级语⾔中函数调⽤的汇编程序过程。
正⽂:⾼级语⾔编译成汇编程序以后,在⾼级语⾔中的函数调⽤的汇编程序过程如下:1.将函数参数⼊栈,第⼀个参数在栈顶,最后⼀个参数在栈底。
2.执⾏CALL指令,调⽤该函数,进⼊该函数代码空间。
a.执⾏CALL指令,将CALL指令下⼀⾏代码的地址⼊栈。
b.进⼊函数代码空间后,将基址指针EBP⼊栈,然后让基址指针EBP指向当前堆栈栈顶,并使⽤它访问存在堆栈中的函数输⼊参数及堆栈中的其他数据。
c.堆栈指针ESP减少⼀个值,如44H,向上移动⼀个距离,留出⼀个空间给该函数作为临时存储区。
{// 以上准备⼯作做好后,函数正式被执⾏,如下所⽰。
d.将其他指针或寄存器中的值⼊栈,以便在函数中使⽤这些寄存器。
e.执⾏代码。
f.执⾏return()返回执⾏结果,将要返回的值存⼊EAX中。
g.步骤2.d中的指针出栈。
}h.将EBP的值传给堆栈指针ESP,使ESP复原为2.c之前的值。
此时进⼊函数时EBP的值在栈顶。
i.基址指针EBP出栈,复原为2.b之前的EBP的值。
j.执⾏RET指令,“调⽤函数”的地址出栈,本函数返回到CALL指令的下⼀⾏。
3.函数返回到CALL指令下⼀⾏,将堆栈指针加⼀个数值,以使堆栈指针恢复到以上步骤1执⾏之前的值。
该数值是上⾯第⼀步⼊栈参数的总长度。
注意:1.堆栈指针ESP指向栈顶的新⼊栈数据的最低位。
2.MOV指令中偏移指针指向被“MOV”的数据的最低位。
如下⾯指令是将ebp+8到ebp+11四个字节的内容传到eax寄存器中。
00402048 mov eax,dword ptr [ebp+8]⼀个例⼦如下:⾼级语⾔代码中的函数调⽤如下:117: bR = t1(p);汇编代码如下:00401FB8 mov ecx,dword ptr [ebp-8] ;将参数放⼊ecx寄存器00401FBB push ecx ;参数⼊栈00401FBC call @ILT+10(t1) (0040100f) ;函数调⽤,下⼀⾏地址00401FC1⼊栈00401FC1 add esp,4 ;函数返回,堆栈指针加4,复原为00401FB8时的值00401FC4 mov dword ptr [ebp-10h],eax ;从eax中取出⾼级语⾔中的函数返回值,放⼊bR变量中其中t1函数如下:125: BOOL t1(void* p)126: {00402030 push ebp ;ebp⼊栈00402031 mov ebp,esp ;ebp指向此时堆栈的栈顶00402033 sub esp,44h ;esp减少⼀个值,空出⼀段存储区00402036 push ebx ;将三个寄存器的值⼊栈,以便在函数中使⽤它00402037 push esi ;00402038 push edi ;00402039 lea edi,[ebp-44h] ;0040203C mov ecx,11h ;00402041 mov eax,0CCCCCCCCh ;00402046 rep stos dword ptr [edi] ;127: int* q = (int*)p; ;00402048 mov eax,dword ptr [ebp+8] ;ebp+8指向函数输⼊参数的最低位地址;;如果是ebp+4则指向函数返回地址00401FC1的最低位,值为C10040204B mov dword ptr [ebp-4],eax ;128: return 0; ;0040204E xor eax,eax ;返回值放⼊eax寄存器中129: }00402050 pop edi ;三个寄存器出栈00402051 pop esi ;00402052 pop ebx ;00402053 mov esp,ebp ;esp复原00402055 pop ebp ;ebp出栈,它的值也复原了00402056 ret ;返回到此时栈顶存储的代码地址:00401FC1;故⽽如果不幸被修改了返回地址,程序就会出现意外以上汇编代码由VC++6.0编译得到。
c语言与8086汇编语言的相互调用及参数传递C语言与8086汇编语言的相互调用及参数传递在计算机科学领域中,C语言和8086汇编语言是两种非常重要的编程语言。
C语言以其简洁、高效和易读的特点被广泛应用于系统开发和应用程序编写,而8086汇编语言则是一种底层的编程语言,可以直接访问计算机硬件资源。
在某些特定的应用场景下,需要将这两种语言结合起来使用,以发挥各自的优势。
本文将详细介绍C语言和8086汇编语言之间的相互调用方法,以及参数在两种语言之间的传递方式。
我们将从基本概念开始,逐步讲解相关知识点。
一、C语言调用汇编函数C语言调用汇编函数的方法可以分为两种:使用内联汇编和使用外部汇编文件。
1. 使用内联汇编内联汇编是将汇编代码直接嵌入到C语言程序中的一种方法。
它的语法相对简单,在适当的地方插入汇编代码即可。
下面是一个使用内联汇编调用汇编函数的示例:c#include <stdio.h>extern void assembly_function(); 在C语言中声明汇编函数int main() {printf("Before calling the assembly function.\n");使用内联汇编调用汇编函数__asm__("call assembly_function;");printf("After calling the assembly function.\n");return 0;}在上面的示例中,我们使用`extern`关键字在C语言中声明了一个名为`assembly_function`的汇编函数。
然后,使用`__asm__`关键字将汇编代码嵌入到C语言程序的特定位置。
2. 使用外部汇编文件另一种调用汇编函数的方法是使用外部汇编文件。
我们可以编写一个独立的汇编文件,并在C语言程序中引用该文件。
下面是一个使用外部汇编文件调用汇编函数的示例:在`assembly_function.asm`文件中编写如下代码:assembly; assembly_function.asmsection .textglobal _start_start:; 汇编函数的实现; ...mov eax, 1 ; 返回值为1mov ebx, 0int 0x80 ; 调用系统调用在C语言程序中调用该汇编函数:c#include <stdio.h>extern void assembly_function(); 在C语言中声明汇编函数int main() {printf("Before calling the assembly function.\n");使用外部汇编文件调用汇编函数assembly_function();printf("After calling the assembly function.\n");return 0;}在上面的示例中,我们在C语言程序中使用`extern`关键字声明了一个名为`assembly_function`的汇编函数,并在汇编文件中实现了这个函数。
从汇编语言中调用C语言如何从汇编中调用C编写的代码一、准备工作在从汇编语言中调用C编写的代码之前,我们需要完成以下准备工作:1.编写C语言代码首先,我们需要编写C语言的代码,通常会将这部分代码保存在一个独立的文件中。
这些代码应当包含所需的函数定义和全局变量声明。
2.构建C语言代码接下来,我们需要使用C编译器将C语言代码转换为机器代码。
不同的平台和编译器可能有不同的命令和选项。
3.导出C语言函数通过在C语言函数的定义前加上`extern "C"`来导出这些函数,以便在汇编语言中调用。
这样做是因为C++支持函数的函数重载,函数名在编译过程中可能会被改变。
4.查看C语言函数的汇编代码为了在汇编语言中正确地调用C语言函数,我们需要了解函数的调用约定和参数传递方式。
可以通过查看C语言函数的汇编代码来获取这些信息。
二、实现从汇编语言中调用C语言代码的步骤以下是实现从汇编语言中调用C语言代码的一般步骤:1.导入C语言函数的声明在汇编语言的源文件中,通过使用`extern`指令来导入C语言函数的声明。
例如:`extern int myFunction(int arg1, int arg2);`2.设置函数调用约定根据C语言编译器使用的函数调用约定,设置对应的寄存器和堆栈的使用方式。
例如,在x86架构上,使用`stdcall`约定时,函数的参数应当从右到左依次压入堆栈。
3.传递函数参数在汇编语言中,将函数的参数传递给C语言函数。
参数的传递方式根据函数调用约定的不同而变化,例如通过寄存器传递或通过堆栈传递。
4.调用C语言函数使用`call`指令来调用C语言函数。
在调用之前,应该将参数设置到正确的位置。
5.处理函数返回值根据函数的返回类型,从寄存器或堆栈中获取返回值。
6.恢复寄存器和堆栈在调用C语言函数后,需要根据之前保存的状态恢复寄存器和堆栈的值。
这是因为在C语言函数的执行过程中,它们可能已经被修改。
c语言函数调用栈
C语言中,函数调用是通过栈来实现的。
栈是一种“后进先出”
的数据结构,即最后进入栈的元素会优先弹出栈。
当一个函数被调用,编译器会将该函数的局部变量、参数、返回
地址等信息压入栈中。
然后,函数体中的代码开始执行。
在函数体中,如果调用了另一个函数,当前函数的返回地址和一些现场信息也会被
压入栈中。
被调用的函数同样也会在栈上分配一段空间来保存其局部
变量、参数等信息。
当被调用的函数执行完毕后,它会将返回值和现场信息出栈,然
后跳回到调用它的函数的返回地址处继续执行。
当整个程序执行完毕后,栈中保存的所有信息都会被弹出,栈空间也被释放。
栈的大小是有限制的,当栈中存储的数据量过大时,会导致栈溢出。
栈溢出是一种常见的编程错误,会导致程序崩溃。
为了避免栈溢出,我们需要合理地设计程序结构,尽量减少函数调用的层数和局部
变量的内存使用。
总之,函数调用栈是C语言中非常重要的概念,理解它的原理对
于写出高效、安全的程序至关重要。
c语言栈的定义摘要:1.栈的概述2.C 语言栈的定义与实现3.栈的基本操作4.栈的应用实例正文:【栈的概述】栈是一种线性数据结构,它按照后进先出(Last In First Out, LIFO)的原则组织数据。
栈可以用来存储程序运行过程中产生的中间结果,或者用于函数调用、表达式求值等场景。
栈在计算机科学中具有广泛的应用,如编译原理、操作系统等。
【C 语言栈的定义与实现】C 语言中,栈可以通过数组或链表来实现。
栈的定义通常包括两个部分:栈顶指针(top)和栈的大小(size)。
栈顶指针用于指向栈顶元素,而栈的大小表示栈可以容纳的元素个数。
【栈的基本操作】栈的基本操作包括:入栈(push)、出栈(pop)、查看栈顶元素(top)和判断栈是否为空(is_empty)。
1.入栈:将一个元素放入栈顶。
2.出栈:弹出栈顶元素。
3.查看栈顶元素:获取栈顶元素的值,但不将其弹出。
4.判断栈是否为空:检查栈中是否还有元素。
【栈的应用实例】栈在程序设计中有很多应用,下面以计算表达式值为例,展示栈如何用于表达式求值。
假设有一个表达式:a + b * c,我们需要计算该表达式的值。
首先,我们需要将表达式中的每个操作数和运算符入栈。
然后,按照栈的出栈顺序,进行运算。
具体过程如下:1.将"a" 入栈。
2.将"+" 入栈。
3.将"b" 入栈。
4.将"*" 入栈。
5.将"c" 入栈。
6.弹出栈顶元素"+",进行加法运算,结果入栈。
7.弹出栈顶元素"b",进行乘法运算,结果入栈。
8.弹出栈顶元素"c",进行乘法运算,结果入栈。
9.弹出栈顶元素,得到表达式的值:a + b * c。
【结语】栈作为一种重要的数据结构,在C 语言编程中具有广泛的应用。
ARM汇编与C调⽤的若⼲问题(⼀般函数调⽤情况)ARM 汇编与C之间的函数调⽤需要符合ATPCS,建议函数的形参不超过4个,如果形参个数少于或等于4,则形参由R0,R1,R2,R3四个寄存器进⾏传递;若形参个数⼤于4,⼤于4的部分必须通过堆栈进⾏传递。
R0 ⽤来存放函数的第⼀个参数,R1⽤来存放第⼆个参数,R2⽤来存放第三个参数,R3⽤来存放第四个参数。
其中R0还⽤来返回函数的调⽤结果,对应C函数⾥⾯的return value语句中的value 存放在R0中。
ARM堆栈的是满栈FULL STACK,SP指针指向的位置是存放有效数据的地⽅,若压栈新的数据,必须先改变SP,再向SP⾥⾯压⼊数据。
下⾯结合博客,的内容进⾏分析。
情景(⼀)函数形参的个数<= 4test_asm_args.asmIMPORT test_c_args ;声明test_c_args函数AREA TEST_ASM, CODE, READONLYEXPORT test_asm_argstest_asm_argsSTR lr, [sp, #-4]!;保存当前LR.栈是满递减栈FD,⾸先调整SP指针,然后压⼊LR地址。
ldr r0,=0x10 ;参数 1ldr r1,=0x20 ;参数 2ldr r2,=0x30 ;参数 3ldr r3,=0x40 ;参数 4bl test_c_args ;调⽤C函数LDR pc, [sp], #4;将LR装进PC(返回main函数) ,PC = LR,SP = SP+4,恢复原来的栈。
ENDvoid test_c_args(int a,int b,int c,int d){printk("test_c_args:\n");printk("%0x %0x %0x %0x\n",a,b,c,d);}int main(){test_asm_args();for(;;);}情景⼆:函数的参数是8个test_asm_args.asm//--------------------------------------------------------------------------------IMPORT test_c_args ;声明test_c_args函数AREA TEST_ASM, CODE, READONLYEXPORT test_asm_argstest_asm_argsSTR lr, [sp, #-4]! ;保存当前lrldr r0,=0x1 ;参数 1ldr r1,=0x2 ;参数 2ldr r2,=0x3 ;参数 3ldr r3,=0x4 ;参数 4ldr r4,=0x8str r4,[sp,#-4]! ;参数 8 ⼊栈ldr r4,=0x7str r4,[sp,#-4]! ;参数 7 ⼊栈ldr r4,=0x6str r4,[sp,#-4]! ;参数 6 ⼊栈ldr r4,=0x5str r4,[sp,#-4]! ;参数 5 ⼊栈bl test_c_args_lotsADD sp, sp, #4 ;清除栈中参数 5,本语句执⾏完后sp指向参数6ADD sp, sp, #4 ;清除栈中参数 6,本语句执⾏完后sp指向参数7ADD sp, sp, #4 ;清除栈中参数 7,本语句执⾏完后sp指向参数8ADD sp, sp, #4 ;清除栈中参数 8,本语句执⾏完后sp指向 lrLDR pc, [sp],#4 ;将lr装进pc(返回main函数)ENDtest_c_args.c//--------------------------------------------------------------------------------void test_c_args(int a,int b,int c,int d,int e,int f,int g,int h) {printk("test_c_args_lots:\n");printk("%0x %0x %0x %0x %0x %0x %0x %0x\n",a,b,c,d,e,f,g,h);}main.c//--------------------------------------------------------------------------------int main(){test_asm_args();for(;;);}。
栈和队列在程序设计中的作用栈和队列是计算机程序设计中常见的数据结构,它们在不同的场景中发挥着不同的作用。
栈和队列的使用可以提高程序的效率,并简化程序的实现。
首先,我们来介绍栈在程序设计中的作用。
栈是一种“先进后出”(Last-In-First-Out,LIFO)的数据结构,类似于我们平常生活中的堆栈。
栈具有以下几个特点:1.插入和删除操作仅在栈的顶部进行,这使得操作非常高效。
2.栈的大小可以动态增长或缩小,避免了内存的浪费。
在程序设计中,栈经常用于以下几个方面:1.函数调用和返回:在程序的执行过程中,每次函数调用时,系统会将函数的返回地址、参数和局部变量等信息存储到栈中。
当函数执行完成后,系统会从栈中取出这些信息,以恢复到函数调用前的状态。
2.表达式求值:在编程语言中,我们常常需要对各种表达式进行求值。
栈可以用来存储运算符和操作数,并按照一定的规则来进行运算,实现表达式的求值。
3.深度优先(DFS):在图的遍历中,深度优先是一种常用的算法。
栈可以用来存储待访问的节点,通过不断地将节点压入栈中,并从栈中取出节点进行访问,可以实现深度优先。
4.缓存管理:在计算机的内存管理中,缓存是一种常见的技术。
栈可以用来存储最近访问的数据,以提高程序的运行效率。
通过将最近访问的数据保存在栈中,并使用栈顶的数据进行处理,可以减少对内存的使用,提高程序的运行速度。
接下来,我们来介绍队列在程序设计中的作用。
队列是一种“先进先出”(First-In-First-Out,FIFO)的数据结构,类似于我们平常生活中排队等候的场景。
队列具有以下几个特点:1.插入操作(入队)在队列的末尾进行,删除操作(出队)在队列的开头进行,这使得队列可以高效地进行元素的插入和删除。
2.队列的大小可以动态增长或缩小,避免了内存的浪费。
在程序设计中,队列经常用于以下几个方面:1.广度优先(BFS):在图的遍历中,广度优先是一种常见的算法。
队列可以用来存储待访问的节点,通过不断地将节点插入队列的末尾,并从队列的开头取出节点进行访问,可以实现广度优先。
一.栈的整体作用
(1)保存现场/上下文
(2)传递参数:汇编代码调用c函数时,需传递参数
(3)保存临时变量:包括函数的非静态局部变量以及编译器自动生成的其他临时变量。
二.为什么汇编代码调用c函数需要设置栈
之前看了很多关于uboot的分析,其中就有说要为C语言的运行,准备好栈。
而自己在Uboot 的start.S汇编代码中,关于系统初始化,也看到有栈指针初始化这个动作。
但是,从来只是看到有人说系统初始化要初始化栈,即正确给栈指针sp赋值,但是却从来没有看到有人解释,为何要初始化栈。
所以,接下来的内容,就是经过一定的探究,试图来解释一下,为何要初始化栈。
要明白这个问题,首先要了解栈的作用。
关于栈的作用,要详细讲解的话,要很长的篇幅,所以此处只是做简略介绍。
总的来说,栈的作用就是:保存现场/上下文,传递参数,保存临时变量
1.保存现场/上下文
现场/上下文,意思就相当于案发现场,总有一些现场的情况,要记录下来的,否则被别人破坏掉之后,你就无法恢复现场了。
而此处说的现场,就是指CPU运行的时候,用到了一些寄存器,比如r0,r1等等,对于这些寄存器的值,如果你不保存而直接跳转到子函数中去执行,那么很可能就被其破坏了,因为其函数执行也要用到这些寄存器。
因此,在函数调用之前,应该将这些寄存器等现场,暂时保持起来(入栈push),等调用函数执行完毕返回后(出栈pop),再恢复现场。
这样CPU就可以正确的继续执行了。
保存寄存器的值,一般用的是push指令,将对应的某些寄存器的值,一个个放到栈中,把对应的值压入到栈里面,即所谓的压栈。
然后待被调用的子函数执行完毕的时候,再调用pop,把栈中的一个个的值,赋值给对应的那些你刚开始压栈时用到的寄存器,把对应的值从栈中弹出去,即所谓的出栈。
其中保存的寄存器中,也包括lr的值(因为用bl指令进行跳转的话,那么之前的pc的值是存在lr中的),然后在子程序执行完毕的时候,再把栈中的lr的值pop出来,赋值给pc,这样就实现了子函数的正确的返回。
2.传递参数
C语言进行函数调用的时候,常常会传递给被调用的函数一些参数,对于这些C语言级别的参数,被编译器翻译成汇编语言的时候,就要找个地方存放一下,并且让被调用的函数能够访问,否则就没发实现传递参数了。
对于找个地方放一下,分两种情况。
一种情况是,本身传递的参数不多于4个,就可以通过寄存器传送参数。
因为在前面的保存现场的动作中,已经保存好了对应的寄存器的值,那么此时,这些寄存器就是空闲的,可以供我们使用的了,那就可以放参数。
另一种情况是,参数多于4个时,寄存器不够用,就得用栈了。
3.临时变量保存在栈中
包括函数的非静态局部变量以及编译器自动生成的其他临时变量。