進(jìn)入編譯器后，一個(gè)函數(shù)經(jīng)歷了什么？
我是一個(gè)函數(shù)
我是一個(gè)函數(shù)，名叫str_upper，我可以把輸入的字符串從小寫變成大寫。不信你看，我長(zhǎng)這樣：
- char* str_upper(char* str, int len) {
- char upper[256];
- if (len >= 256 || len <= 0)
- return nullptr;
- for (int i = 0; i < len; i++) {
- if (str[i] >= 'a' && str[i] <= 'z') {
- upper[i] = str[i] - 32;
- } else {
- upper[i] = str[i];
- }
- }
- return upper;
- }
上面是我的源代碼形式，聽(tīng)我的好朋友str_lower說(shuō)，一會(huì)兒我們就要一起被送到一個(gè)叫編譯器的地方加工處理了，我心里害怕極了。
編譯器之旅
沒(méi)多久，我們就來(lái)到了這里，一座很龐大到高樓，里面有好多精密的機(jī)器在不停的運(yùn)轉(zhuǎn)著。
一進(jìn)入大廳，好多函數(shù)代碼在這里排隊(duì)等待。
我抬頭向上望去，不知道有多少層樓，每一層都有一個(gè)指示牌，從下往上分別寫著：
- 預(yù)處理
- 詞法分析
- 語(yǔ)法分析
- 語(yǔ)義分析
- ···
再往上太遠(yuǎn)就看不太清楚了。
所有的函數(shù)代碼按照文件為單位排好隊(duì)，靜靜地等待著。
不過(guò)沒(méi)有等太久，就輪到了我們這一隊(duì)。
來(lái)了一個(gè)工作人員把我們帶到了一個(gè)房間，讓我們都好好躺著，一臺(tái)機(jī)器快速的從頭到尾掃描了一遍，將我們所在文件中出現(xiàn)的#include和#define全部給替換掉了。
接著，通過(guò)房間里的電梯，將我們送上了二樓。
接下來(lái)的一段時(shí)間，我們?cè)诤脦讓訕嵌甲隽?ldquo;體檢”，每個(gè)函數(shù)都被那些像CT一樣的機(jī)器照了個(gè)遍。
不一會(huì)兒，來(lái)到了編譯層，這一層有一個(gè)特別奇怪的機(jī)器，我看到一個(gè)個(gè)函數(shù)被送了進(jìn)去，出來(lái)的時(shí)候都變了樣子。不僅如此，接待處的工作人員看起來(lái)很兇，我這下更加緊張了。
函數(shù)調(diào)用約定
工作人員拿到了我的資料，瞅了幾眼，問(wèn)到：“請(qǐng)問(wèn)你的調(diào)用約定是什么?”
我有些懵，不太懂他的意思，小聲問(wèn)到：“不好意思，你剛問(wèn)什么?”
工作人員有點(diǎn)不耐煩了，提高了音量，“我是問(wèn)你調(diào)用約定是什么?調(diào)用約定啊!”
看見(jiàn)我仍然一臉茫然，工作人員直接給我的資料上調(diào)用約定那一欄蓋上了一個(gè)標(biāo)記：cdecl。
我有點(diǎn)摸不著頭腦，同行的小伙伴str_lower拽了我一下說(shuō)到：“他是在問(wèn)你函數(shù)的調(diào)用約定，就是約定調(diào)用函數(shù)的方式，涉及怎么傳遞參數(shù)，誰(shuí)來(lái)恢復(fù)調(diào)用棧等”
他這一說(shuō)我才反映過(guò)來(lái)，“這個(gè)調(diào)用約定都有哪些可選的呢?”
“一般有三種：”
- cdcel，參數(shù)從右往左入棧，主調(diào)函數(shù)負(fù)責(zé)恢復(fù)棧平衡
- stdcall，參數(shù)從右往左入棧，被調(diào)函數(shù)負(fù)責(zé)恢復(fù)棧平衡
- fastcall，參數(shù)通過(guò)寄存器傳遞，寄存器不夠再用棧傳遞
“他剛才看你沒(méi)有顯式聲明，就默認(rèn)給你cdecl的方式了”，小伙伴繼續(xù)說(shuō)到。
我點(diǎn)了點(diǎn)頭，原來(lái)調(diào)用個(gè)函數(shù)還有這么多講究吶!
Stack Canary
“別閑聊了，快進(jìn)去吧!”，工作人員催我了。
我準(zhǔn)備走向那臺(tái)可怕的機(jī)器。
“唉，等一下”，正緊張著，工作人員又叫住了我。
我回頭看去，工作人員正招手讓我過(guò)去。
“你好，是我的代碼有什么問(wèn)題嗎?”，我緊張的問(wèn)到，生怕有錯(cuò)誤被打回去，連累我們整個(gè)文件都要被遣返。
“不是，是我注意到你的函數(shù)里有一個(gè)局部數(shù)組，需要給你加一下棧溢出保護(hù)”，工作人員說(shuō)到。
我看了下我的代碼，確實(shí)有一個(gè)局部字符數(shù)組：
- char upper[256];
“棧溢出保護(hù)是什么啊?”，我小聲問(wèn)到。
工作人員沒(méi)有搭理我，忙著給我的資料上加?xùn)|西。
旁邊的小伙伴又把我拽了過(guò)去，說(shuō)到：“咱們函數(shù)里面定義的局部變量、參數(shù)是存放在線程棧里面的。線程要不斷游走在不同的函數(shù)中，調(diào)用函數(shù)后為了能回到原來(lái)的地方，調(diào)用之前把返回地址也放在了線程棧里。就像這樣，你看會(huì)不會(huì)有什么問(wèn)題：”
我仔細(xì)看了下，“哦，要是越界訪問(wèn)我的upper數(shù)組，那就可以修改返回地址，那可就危險(xiǎn)了!”
“很聰明嘛!”
“那這個(gè)怎么加保護(hù)呢?”，我問(wèn)到。
“你看，函數(shù)進(jìn)來(lái)之前，先在局部變量和返回地址之間設(shè)置一個(gè)數(shù)值，函數(shù)返回之前再去檢查一下，如果棧里的數(shù)據(jù)被破壞了，檢查這個(gè)數(shù)值就能發(fā)現(xiàn)，提前拋出異常!”，小伙伴耐心的解釋到。
“這樣啊，那豈不是要把我打回去加上你說(shuō)的這些設(shè)置和檢查代碼?”，我繼續(xù)提問(wèn)。
這時(shí)，工作人員聽(tīng)到了我們的閑聊，“不用，我們編譯器自動(dòng)添加好了，快去吧，已經(jīng)處理好了”
我瞥了一眼，看到我的資料上增加了一個(gè)叫Stack Canary的標(biāo)記。
我小心翼翼的走進(jìn)了那架奇怪的機(jī)器，立刻就失去了知覺(jué)，等我醒來(lái)時(shí)，我的身體已經(jīng)發(fā)生了變化，變成了一堆奇怪的代碼，現(xiàn)在我長(zhǎng)這樣了：
鏈接
沒(méi)過(guò)一會(huì)兒，我們這一隊(duì)的所有函數(shù)代碼都編譯完成，大家從原來(lái)的.c文件都搬到了新家：一個(gè).o文件，我也再次見(jiàn)到了小伙伴str_lower。
“咱們是不是已經(jīng)完成了編譯，可以離開(kāi)這里了吧?”
“還不行，編譯雖然是完成了，還差鏈接這一步呢!”
又過(guò)了一小會(huì)兒，和我們一起過(guò)來(lái)的其他文件的函數(shù)代碼也編譯完成了，咱們一堆.o文件一起被送到了編譯器大廈的頂樓：鏈接層。
這一層也有一個(gè)巨大的機(jī)器，機(jī)器背后連接了一個(gè)管道，不知通向了哪里。
我們這一批的所有.o文件挨個(gè)走進(jìn)了這個(gè)巨大的機(jī)器，像是一條時(shí)空隧道一般，穿行于其間，我感覺(jué)到了巨大的壓力把我們擠壓在了一起，很快我們?cè)僖淮问チ艘庾R(shí)。
醒來(lái)之后，我發(fā)現(xiàn)所有的函數(shù)們都被合在了一個(gè)文件中，這是一個(gè)可執(zhí)行文件，而我的身體也再次發(fā)生了變化，變成了一段段的二進(jìn)制指令，現(xiàn)在我長(zhǎng)這樣了：
終于離開(kāi)了編譯器，真是一趟難忘的旅程，不過(guò)我再也不想來(lái)了······
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