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，聽我的好朋友str_lower說，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

沒多久，我們就來到了這里，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
• 語法分析
• 語義分析
• ···

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。

不過沒有等太久，就輪到了我們這一隊(duì)。

來了一個(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，通過房間里的電梯，將我們送上了二樓。

接下來的一段時(shí)間，我們?cè)诤脦讓訕嵌甲隽恕绑w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，出來的時(shí)候都變了樣子。不僅如此，接待處的工作人員看起來很兇，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，問到：“請(qǐng)問你的調(diào)用約定是什么？”

我有些懵，不太懂他的意思，小聲問到：“不好意思，你剛問什么？”

工作人員有點(diǎn)不耐煩了，提高了音量，“我是問你調(diào)用約定是什么？調(diào)用約定?。　?

看見我仍然一臉茫然，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拽了我一下說到：“他是在問你函數(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)，誰來恢復(fù)調(diào)用棧等”

他這一說我才反映過來，“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)通過寄存器傳遞，寄存器不夠再用棧傳遞

“他剛才看你沒有顯式聲明，就默認(rèn)給你cdecl的方式了”，小伙伴繼續(xù)說到。

我點(diǎn)了點(diǎn)頭，原來調(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去。

“你好，是我的代碼有什么問題嗎？”，我緊張的問到，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?。俊?，我小聲問到。

工作人員沒有搭理我，忙著給我的資料上加?xùn)|西。

旁邊的小伙伴又把我拽了過去，說到：“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)有什么問題：”

我仔細(xì)看了下，“哦，要是越界訪問我的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？”，我問到。

“你看，函數(shù)進(jìn)來之前，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的這些設(shè)置和檢查代碼？”，我繼續(xù)提問。

這時(shí)，工作人員聽到了我們的閑聊，“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，等我醒來時(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

沒過一會(huì)兒，我們這一隊(duì)的所有函數(shù)代碼都編譯完成，大家從原來的.c文件都搬到了新家：一個(gè).o文件，我也再次見到了小伙伴str_lower。

“咱們是不是已經(jīng)完成了編譯，可以離開這里了吧？”

“還不行，編譯雖然是完成了，還差鏈接這一步呢！”

又過了一小會(huì)兒，和我們一起過來的其他文件的函數(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：

終于離開了編譯器，真是一趟難忘的旅程，不過我再也不想來了······