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深入研究C语言 第二篇(续)

时间:2014-10-30 00:01:21      阅读:314      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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1. 关于如下的程序,关于结构体的拷贝,拷贝是拷贝到内存中的什么地方?

bubuko.com,布布扣

我们进入debug进行反汇编,单步等操作跟踪查看。发现:

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在main中,我们看到call 0266应该对应的是转跳到func处执行。

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在这里,func赋值完成后,又call到了0B3D:13EA处,这里应该是其向内存中复制的函数。我们查看。

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首先我们看LDS:从存储器取出32位地址的指令.和LES:LES( load ES)指令的功能是:把内存中指定位置的双字操作数的低位字装入指令中指定的寄存器、高位字装入ES寄存器。

我们执行中查看:

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我们看到,这里DI和SI被放入两个数,大概是要将两边的数进行复制。而通过上下文的程序我们可以猜想是将DI处也就是FFD0处的数据复制到0428处。我们先看FFD0处的数据:

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在看执行完后的数据:

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我们看到数据确实被放到了0428处,并且,后续的程序中还有从0428处向栈中赋值的程序。所以我们确定,结构体就是被拷贝到了0428处。

那么,程序这样做的原因是什么呢?我们知道,在普通变量返回的时候,程序是用将变量值放在ax中进行返回的(long型等四字节变量是用dx,ax返回,这里不再贴图)。但是结构体变量,他的长度是不确定的,程序并不知道其长度到底有多长,并且,在大多数情况下,结构体的长度要大于四字节,普通的返回不能满足这种要求。所以程序就选择了ax返回的结构体变量首地址。那么,为什么要有复制的过程呢?我们知道,在函数内的变量是局部变量,是在栈中的。在函数调用完成后就被释放了,如果我们传出的是栈中的地址,那么这个数据就消失了。所以,才有了从栈中复制到数据段中,在将数据段中的地址传出到上一层函数这样的机制。

2. 关于汇编程序中的跳转语句,为什么要使用跳转,关于返回值的研究(1),返回值一个,直接跳转到下一条指令?(2),返回值多个时是如何处理的?

我们编写程序如下:

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我们看到其在debug中实现的方式如下:

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我们看到,在f函数返回的时候,在函数return后(将返回值放入AX中后),下一句是jmp 020f。而020f处是ret语句,这是什么意思呢?我们很容易想到,在函数中,执行过return语句后,函数就结束返回了。我们编写下面这个函数:

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然后我们debug进入查看:

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我们看到,在两个return后都有jmp语句,且都是jmp到ret这条语句。也就是说,无论什么情况下,只要是执行了return语句,函数都会退出。而退出是用ret语句退出的。我感觉,这样的好处是,首先,函数有一个单一的开始地址,而且有一个单一的结束地址,其次,这样能减少一部分语句的量,避免函数中有多个ret语句。

那么,如果返回的是多个值呢?我们编辑查看。

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我们看到,这里返回的时候依然是使用的jmp语句。

由此我们可以得出结论,jmp语句在执行后函数就返回了,靠的是jmp到ret指令。

3. 分别对全局变量、局部变量、参数在何时申请内存、在何时释放内存这两点进行对比性的总结。

 

全局变量

局部变量

参数

申请内存

在主函数调用之前程序的语句中被分配

在函数调用的时候在栈中被分配

在主函数调用带有参数的函数前的准备语句中被创建

释放内存

在主函数调用完成后,程序在释放资源的过程中被释放。

当函数结束调用的时候,局部变量在栈中的空间被释放。

当函数调用结束后,参数的空间被释放。

4. 修饰符static、auto、const、register的作用?

首先我们来看着四个修饰符的说明:

extern 外部变量

static 静态变量

auto 自动存储变量

register 寄存器变量

然后,我们编写一个程序如下,查看他们各自的作用。

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我们发现:

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说a不能再main内定义。我们改变程序:

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编译连接后我们查看:

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我们结合其各自的名字发现:register 寄存器变量其值放在了寄存器中,而auto 自动存储变量自动转换成了局部变量。

我们在这样更直观的看一下:

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我们看到:

extern 外部变量 放在数据段中 与全局变量类似

static 静态变量 放在数据段中 与全局变量类似

auto 自动存储变量 放在栈段中 与局部变量类似

register 寄存器变量 放在寄存器中 是一个寄存器变量

5. 静态局部变量一直占用内存空间,C语言这样设计有何用意?

关于静态局部变量,我们编写这样一个程序:

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我们查看其执行结果:

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我们看到,f1中的static变量,在两次调用的时候值没有被消除,而是持续的向上叠加(这是由于a++)。而且,这个变量与其上级函数f中的变量a值并不相同,这里可以认定其并非一个变量。我们在看在两个函数中定义static变量时的情况:

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我们查看其运行结果:

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在这里我们看到,f1中的static变量与上级函数f中的static变量值依然不相同,我们看起反汇编的结果:

bubuko.com,布布扣

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在这里我们可以明显的看到这两个static变量是相邻的两个变量。而f1函数在调用static变量a的时候,一直是在调用042c处的变量。其并不想局部变量,在函数结束时被释放,而是一直存在在内存中。

这样做的好处是什么呢?这样做可以让C语言中的变量类型更加丰富和自由,我们想定义某些计数的变量时,直接使用static变量会更加的方便。也就是说C语言在设计时,就考虑到了不同程序中对不同变量的使用要求,在C语言中加以实现。

6. 变量赋值的顺序与存储顺序一样?定义不同类型变量是什么情况?(赋初始值,不赋初始值,其中一部分赋值)

我们首先来查看一下定义相同类型的时候,赋值的顺序与存储顺序的关系:

bubuko.com,布布扣

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我们可以看到,在这种情况下变量赋值的顺序与存储顺序一样,但是这里无法分清楚到底是赋值的顺序与存储顺序一样,还是定义的顺序与存储的顺序一样。

我们接着查看,不同类型的变量,赋值的顺序与存储顺序的关系:

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这里发现,在这种情况下变量赋值的顺序依然与存储顺序一样,但是这里还是无法分清楚到底是赋值的顺序与存储顺序一样,还是定义的顺序与存储的顺序一样。

然后,我们看一下,到底是赋值的顺序与存储顺序一样,还是定义的顺序与存储的顺序一样。

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在这里我们看到:

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这样我们就可以说明了,变量定义的顺序与存储的顺序一样。并且他们的顺序是相邻的。

我们编写这样一个函数:

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在仔细研究其反汇编后的指令后,我们发现其分配的空间出现了偏差。我们分析后发现其中的int b,long d,long e并没有分配空间。这是为什么呢?我们看到这里这些变量定义后并没有使用。那是不是因为没有使用,所以程序就不给分配了呢?我们将的做一个赋值:

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我们发现,d有赋值语句后,程序就给d分配了一个在c与f之间的4字节的内存空间。

那么程序这样做有什么好处呢?在整个程序都没有用到的变量,就不给分配内存,这样不会使得程序有逻辑或者运行时的错误,因为程序没有用到那个变量。还可以减少没有用的内存的分配,使得程序更加有效率和更节省空间。这是C语言为变量分配是遵循的一种机制。

7. 函数声明的作用是什么?函数声明是否有对应的代码?

首先我们编写一个程序:

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我们查看其反汇编的代码:

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发现函数声明并没有对应着函数代码(如果有的话,应该再01fa处,因为从前面的程序我们知道,01fa前的语句长度是固定的,如果在前面有函数声明的代码的话,mian函数对应的01fa地址会相应的后移,这里没有后移,01fa处也没有语句。函数声明并没有对应着函数代码。)

那么函数声明的作用是什么呢?在这里,我觉得(这里不再展示有return返回值,有参数调用的函数的反汇编代码)函数声明是为了在编译的时候,对不同的函数采取不同的实现方式。比如,对于有参数的函数,在开始前就应该传入参数,在结束后应该释放参数。有返回值的函数,在调用前就不应该让ax中有没有保护的值等等。

8. 研究结构体参数传递的三种形式:(1)结构体变量作为整体传递;(2)结构体变量某几个成员变量作为参数传递;(3)结构体的指针传递。

对于结构体变量作为整体传递,我们已经研究过,其原理是通过将数据段中的数据复制到栈段中,这样来传递结构体变量,下面我们研究结构体变量某几个成员变量做参数传递。

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我们看到,这样的参数与平常的参数相同,都是调用前入栈,然后函数内使用时就在栈中使用。

我们在看看指针类型的传递:

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我们看到,指针类型的传递是将结构体变量的首地址传入到函数中。

深入研究C语言 第二篇(续)

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原文地址:http://www.cnblogs.com/shandianlongxiao/p/4060826.html

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