C++中的函数
简单的汇编知识
C++中函数参数如何传递给函数
1. 普通函数
#include <iostream>
using namespace std;int func(int num)
{int x = 1;int y = 2;num += 2;return num;
}int main()
{func(10);
}
查看func函数的汇编代码：
Dump of assembler code for function func(int):
=> 0x0000555555555169 <+0>: endbr64 0x000055555555516d <+4>: push rbp0x000055555555516e <+5>: mov rbp,rsp0x0000555555555171 <+8>: mov DWORD PTR [rbp-0x14],edi0x0000555555555174 <+11>: mov DWORD PTR [rbp-0x8],0x10x000055555555517b <+18>: mov DWORD PTR [rbp-0x4],0x20x0000555555555182 <+25>: add DWORD PTR [rbp-0x14],0x20x0000555555555186 <+29>: mov eax,DWORD PTR [rbp-0x14]0x0000555555555189 <+32>: pop rbp0x000055555555518a <+33>: ret
End of assembler dump.
大致分析一下这段代码：
-
最开始先将在func函数中可能修改的寄存器值先保存在栈中，等最后出栈恢复，这样能保证执行func后前后的值一致。
0x000055555555516d <+4>: push rbp........0x0000555555555189 <+32>: pop rbp -
然后将edi（也就是num的值）保存在栈上，因为x和y是局部变量，所以它们也是存在栈中的。
0x0000555555555171 <+8>: mov DWORD PTR [rbp-0x14],edi0x0000555555555174 <+11>: mov DWORD PTR [rbp-0x8],0x10x000055555555517b <+18>: mov DWORD PTR [rbp-0x4],0x2 -
然后就是一些计算逻辑。
-
然后将返回值通过寄存器eax返回。
0x0000555555555186 <+29>: mov eax,DWORD PTR [rbp-0x14] -
最后跳转到func函数的下一条指令
0x000055555555518a <+33>: ret
2. 类成员函数
#include <iostream>
using namespace std;class Room
{
public:int age;void func(){int a = 11;int b = 12;}
};int main()
{Room room;room.func();
}
step1
0x555555555195 <main+12> mov rax, qword ptr fs:[0x28]0x55555555519e <main+21> mov qword ptr [rbp - 8], rax0x5555555551a2 <main+25> xor eax, eax0x5555555551a4 <main+27> lea rax, [rbp - 0xc]0x5555555551a8 <main+31> mov rdi, rax► 0x5555555551ab <main+34> call Room::func() <Room::func()>rdi: 0x7fffffffe4e4 ◂— 0x4b9ba90000007fff
其中 rdi 寄存器保存的是对象room的地址，也是我们常说的this指针。
虽然类成员函数func从表面上看没有参数，但是其实还是会有一个this指针被默认传递进去，也就是这里的rdi中的值。
step2
Dump of assembler code for function Room::func():
=> 0x0000555555555232 <+0>: endbr64 0x0000555555555236 <+4>: push rbp0x0000555555555237 <+5>: mov rbp,rsp0x000055555555523a <+8>: mov QWORD PTR [rbp-0x18],rdi0x000055555555523e <+12>: mov DWORD PTR [rbp-0x8],0xb0x0000555555555245 <+19>: mov DWORD PTR [rbp-0x4],0xc0x000055555555524c <+26>: nop0x000055555555524d <+27>: pop rbp0x000055555555524e <+28>: ret
End of assembler dump.
局部变量a、b和rdi在栈中的位置图：
3. 普通静态函数
#include <iostream>
using namespace std;static void func()
{int a = 11;int b = 12;
}int main()
{func();
}
汇编代码：
Dump of assembler code for function func():
=> 0x0000555555555169 <+0>: endbr64 0x000055555555516d <+4>: push rbp0x000055555555516e <+5>: mov rbp,rsp0x0000555555555171 <+8>: mov DWORD PTR [rbp-0x8],0xb0x0000555555555178 <+15>: mov DWORD PTR [rbp-0x4],0xc0x000055555555517f <+22>: nop0x0000555555555180 <+23>: pop rbp0x0000555555555181 <+24>: ret
End of assembler dump.
4. 类中的静态函数
#include <iostream>
using namespace std;class Room
{
public:int age;static void func(){int a = 11;int b = 12;}
};int main()
{Room room;room.func();Room::func();
}
func的汇编代码：
Dump of assembler code for function Room::func():
=> 0x00005555555551ec <+0>: endbr64 0x00005555555551f0 <+4>: push rbp0x00005555555551f1 <+5>: mov rbp,rsp0x00005555555551f4 <+8>: mov DWORD PTR [rbp-0x8],0xb0x00005555555551fb <+15>: mov DWORD PTR [rbp-0x4],0xc0x0000555555555202 <+22>: nop0x0000555555555203 <+23>: pop rbp0x0000555555555204 <+24>: ret
End of assembler dump.
从这里我们看到静态成员函数没有this指针。
重点分析room.func(); 和Room::func();
0x555555555169 <main> endbr64 0x55555555516d <main+4> push rbp0x55555555516e <main+5> mov rbp, rsp0x555555555171 <main+8> sub rsp, 0x10► 0x555555555175 <main+12> call Room::func() <Room::func()>0x55555555517a <main+17> call Room::func() <Room::func()>23 int main()24 {25 Room room;► 26 room.func();27 Room::func();28 }
0x555555555169 <main> endbr64 0x55555555516d <main+4> push rbp0x55555555516e <main+5> mov rbp, rsp0x555555555171 <main+8> sub rsp, 0x100x555555555175 <main+12> call Room::func() <Room::func()>► 0x55555555517a <main+17> call Room::func() <Room::func()>23 int main()24 {25 Room room;26 room.func();► 27 Room::func();28 }
我们看到这两种写法在汇编代码的层次上都是一一样的，因为func是静态的，所以它是属于类的，而不是类对象的。所以两种方式都可以，底层都是直接调用func就行了。
5. 虚函数
彻底搞懂C++多态
普通函数和类成员函数的汇编代码对比
#include <iostream>
using namespace std;class Room
{
public:int age;void func(){int a = 11;int b = 12;age = 10;}
};void func(Room *room)
{int a = 11;int b = 12;room->age = 10;
}int main()
{Room room;room.func();func(&room);
}
- 分析
room.func();
Dump of assembler code for function Room::func():
=> 0x0000555555555264 <+0>: endbr64 0x0000555555555268 <+4>: push rbp0x0000555555555269 <+5>: mov rbp,rsp0x000055555555526c <+8>: mov QWORD PTR [rbp-0x18],rdi0x0000555555555270 <+12>: mov DWORD PTR [rbp-0x8],0xb0x0000555555555277 <+19>: mov DWORD PTR [rbp-0x4],0xc0x000055555555527e <+26>: mov rax,QWORD PTR [rbp-0x18]0x0000555555555282 <+30>: mov DWORD PTR [rax],0xa0x0000555555555288 <+36>: nop0x0000555555555289 <+37>: pop rbp0x000055555555528a <+38>: ret
End of assembler dump.
- 分析
func(&room);
Dump of assembler code for function func(Room*):
=> 0x0000555555555189 <+0>: endbr64 0x000055555555518d <+4>: push rbp0x000055555555518e <+5>: mov rbp,rsp0x0000555555555191 <+8>: mov QWORD PTR [rbp-0x18],rdi0x0000555555555195 <+12>: mov DWORD PTR [rbp-0x8],0xb0x000055555555519c <+19>: mov DWORD PTR [rbp-0x4],0xc0x00005555555551a3 <+26>: mov rax,QWORD PTR [rbp-0x18]0x00005555555551a7 <+30>: mov DWORD PTR [rax],0xa0x00005555555551ad <+36>: nop0x00005555555551ae <+37>: pop rbp0x00005555555551af <+38>: ret
End of assembler dump.
我们看到两者的汇编代码一摸一样，这时为什么呢？
C++设计的时候有一个要求：要求对普通成员函数的调用不应该比全局函数效率差；
基于这种设计要求，编译器内部实际上是将对成员函数的调用转换成了对全局函数的调用。
成员函数有独立的地址，是和类相关的，并且成员函数的地址，是在编译的时候就确定好了的。
搞定🤝。
