最近在研究二進制，研究到函數調用部分，將自己理解的原理做個記錄。

首先需要了解系統棧的工作原理，棧可以理解成一種先進後出的數據結構，這就不用多說了。
在操作系統中，系統棧也起到用來維護函數調用、參數傳遞等關系的一個作用。嗯，這是我的理解。
在高級語言編程中，函數調用的底層原理是對用戶屏蔽的，所以不用過多的糾結於底層的實現。而對於
匯編研究者來說，了解這個原理就很重要了。
首先可以想象一下，匯編語言在內存中是以指令的形式存在的，這些指令是按照順序存儲和執行的，高級語言中
編寫的循環、調用，到了底層都會變成一些最基本的判斷和跳轉，如何在線性的結構上完成“非線性”的過程調度，
理解了這些，就理解了匯編。

這裏先拋出高級語言的一個例子：

    /*20160701*/
    #include <stdio.h>
    
    int funcA( int arg ){
        arg += 1;
        return arg;
    }
    
    int main(){
        int a;
        a = funcA(1);
        printf("%d", a);
    }

在這個程序中，main函數調用了函數funcA，funcA對傳入的數據進行+1然後返回。
這個程序在編譯之後，main函數變成這樣：

    (gdb)
 
 disassemble main
    Dump of assembler code for function main:
       0x0000000000400516 <+0>: push   rbp
       0x0000000000400517 <+1>: mov    rbp,rsp
       0x000000000040051a <+4>: sub    rsp,0x10
       0x000000000040051e <+8>: mov    edi,0x1
       0x0000000000400523 <+13>:call   0x400506 <funcA>
       0x0000000000400528 <+18>:mov    DWORD PTR [rbp-0x4],eax
       0x000000000040052b
 
 <+21>:mov    eax,DWORD PTR [rbp-0x4]
       0x000000000040052e <+24>:mov    esi,eax
       0x0000000000400530 <+26>:mov    edi,0x4005d4
       0x0000000000400535 <+31>:mov    eax,0x0
       0x000000000040053a <+36>:call   0x4003e0 <printf@plt>
       0x000000000040053f <+41>:leave  
       0x0000000000400540 <+42>:ret    
    End of assembler dump.

其中rbp是調用main函數的函數的棧楨的底部，這麽說有點繞，簡單的來說，main函數調用了funcA，那funcA中首先要做的一件事情就是把調用它的main函數棧楨的底部保存，所以在main函數被操作系統裝載執行之後，main要做的首先是把調用它的函數的棧楨的底部保存，不然怎麽返回呢？
第二個步驟把rsp的值傳遞給rbp，這是替換當前棧楨的底部，因為調用了funcA，所以要為funcA創建獨立的棧楨，於是擡高棧底，怎麽擡高呢，把棧頂傳給指向棧楨底部的指針就可以了。
下一步是擡高棧頂，這是為funcA創建棧楨空間。
接著將參數傳遞給edi，因為這裏只有一個參數，所以不涉及到參數順序的問題，關於這個問題，可以去了解一下函數調用約定
調用了funcA，再來觀察一下funcA的內部機制：

    (gdb) disassemble funcA
    Dump of assembler code for function funcA:
       0x0000000000400506 <+0>: push   rbp
       0x0000000000400507 <+1>: mov    rbp,rsp
       0x000000000040050a <+4>: mov    DWORD PTR [rbp-0x4],edi
       0x000000000040050d <+7>: add    DWORD PTR [rbp-0x4],0x1
       0x0000000000400511 <+11>:    mov    eax,DWORD PTR [rbp-0x4]
       0x0000000000400514 <+14>:    pop    rbp
       0x0000000000400515 <+15>:    ret    
    End of assembler dump.

同樣的，在funcA中，首先保存上一個函數，即main函數棧楨的棧底，然後將rsp的值賦給rbp，擡高棧楨底部。
接著從edi中取得參數，並放入位於自身棧楨空間中，rbp之後的雙字單元內。
然後執行操作，將其自增。
執行完成之後，將返回值保存在eax中，等待返回。
彈出上一個函數的棧楨的底部，重新回到main函數的空間。

PS：
直到目前為止，這個程序反編譯出來的結果和書上說的原理還是有一些出入的，還有下面幾個問題：
0x01 書上說的是，傳遞參數，會將參數按照一定順序壓棧，而不是像本程序中這樣使用edi
0x02 在main函數調用funcA函數之後，將棧頂指針esp擡高了，但是在funcA函數執行完成需要返回到main函數的時候，只恢復了ebp指針，並沒有恢復esp指針，這是為什麽？

希望接下來可以搞懂上面的兩個問題。
本文中用到的相關代碼：

/*20160701*/
#include <stdio.h>

int funcA( int arg ){
    arg += 1;
    return arg;
}

int main(){
    int a;
    a = funcA(1);
    printf("%d", a);
}
    

淺析操作系統函數調用原理-附實例