自制操作系统番外 2：编程语言中函数参数的传递

作者：萧

2022-12-05
四川
本文字数：1700 字
阅读完需：约 6 分钟

简介

上篇中我们探索了从汇编的角度看 C 和 Go 中的变量声明，这篇我们继续探索下函数的参数传递时的基本类型和指针类型

前言

在我们开始学习编程的时候，相信都接触过类似下面的代码吧：在函数内部改变值，一个传入的是基本类型，一个是指针类型，外部的变量是否改变

下面是 go 的示例代码：

package main
import "fmt"
func pb(num int) {  num = 10}
func pbp(num *int) {  *num = 10}
func main() {  b := 100  pb(b)  fmt.Printf("%d \n", b)
  pbp(&b)  fmt.Printf("%d \n", b)}

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运行结果：

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第一个并没有改变，第二个改变了，下面我们从汇编代码看看其原理

Go 汇编探索

将上面的代码生成汇编代码，命令可以参考上篇

下面是关键部分代码的摘抄，就不放全部上去

// 变量b的声明：  0x0026 00038 (main.go:22)  MOVQ  $100, main.b+40(SP)
// 函数pb的调用  0x002f 00047 (main.go:23)  MOVL  $100, AX  0x0034 00052 (main.go:23)  PCDATA  $1, $0  0x0034 00052 (main.go:23)  CALL  main.pb(SB)// 函数pb的赋值对应的代码：num = 10  0x0000 00000 (main.go:9)  MOVQ  AX, main.num+8(SP)  0x0005 00005 (main.go:10)  MOVQ  $10, main.num+8(SP)
// 函数pbp的调用  0x00c7 00199 (main.go:26)  LEAQ  main.b+40(SP), AX  0x00cc 00204 (main.go:26)  CALL  main.pbp(SB)// 函数pbp的赋值对应的代码：*num = 10  0x0000 00000 (main.go:13)  MOVQ  AX, main.num+8(SP)  0x0005 00005 (main.go:14)  TESTB  AL, (AX)  0x0007 00007 (main.go:14)  MOVQ  $10, (AX)

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首先是声明了变量在栈上，并赋值 100
开始调用函数 pb，可以看到直接将 100 赋值给了寄存器 AX（应该编译器阅读的传参，指定给寄存器 AX）
在函数 pb 内部（函数内部也有自己的变量，所以将传递过来的参数保存在栈上），这里赋值就直接赋值给了函数内部栈的变量了，和 main 函数上的不是一个，所以没有改变外部的变量
开始调用函数 pbp，不像第一个第一个函数 pb 直接传值，而是将变量地址给寄存器 AX
在函数 pbp 内部，虽然也将 AX 赋值给了函数内部的变量的，但赋值 10 时是直接给到了 AX 对应内存地址，直接改变了变量的值

通过上面的汇编，应该有了些感悟，我们继续看看 C 的

C 汇编探索

对应的 C 代码如下：

#include <stdio.h>
void pb(int num) {    num = 10;}
void pbp(int *num) {    *num = 10;}
int main() {    int num = 100;    pb(num);    printf("%d\n", num);
    pbp(&num);    printf("%d\n", num);
    return 0;}

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将其生成汇编代码（32 位的）后，对应的关键汇编代码如下：

// 变量b的声明：  movl  $100, 28(%esp)
// 函数pb的调用  movl  28(%esp), %eax  movl  %eax, (%esp)  call  _pb// 函数pb的赋值对应的代码：num = 10  pushl  %ebp  movl  %esp, %ebp  movl  $10, 8(%ebp)  nop  popl  %ebp
// 函数pbp的调用  leal  28(%esp), %eax  movl  %eax, (%esp)  call  _pbp// 函数pbp的赋值对应的代码：*num = 10  pushl  %ebp  movl  %esp, %ebp  movl  8(%ebp), %eax  movl  $10, (%eax)  nop  popl  %ebp

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可以看到，C 编译器约定的寄存器是 eax，第一个函数复制给了函数栈上，第二个给了 eax 对应的内存变量

可能对应 100 这个值的存储和赋值有点疑惑：

100 是存储在内存中，不是存放在寄存器 SP 中，内存中有一个程序对用栈（这个涉及到内部布局、分配相关的点，博主目前还在研究中，暂时还没有通透，等后面稍微清晰了再写篇文章讲讲）
SP 是个寄存器，是放了 100 这个值对应的内存地址

总结

通过上面的 Go 和 C 对一个的函数调用的汇编探索，对于函数传值和传指针时能不能改变值应该有了一定的认知了

核心感觉还是两点：

函数内部变量是独立于外部的（栈是整个程序通用，只是存放在栈上的位置不同而已）
指针是函数内部直接改变对应的内存地址的值

但还是有很多的疑问：

Java 中是没有指针这一手的，那传值对应的情况是啥呢（Java 的汇编还有点麻烦，后面再探索探索）
上面研究是基本类型，如果是字符串或者类，那是不是只有传指针，没有传值这一说
传类的时候，赋值等操作对应的汇编是怎样的，也就是汇编中是怎样对应类的操作

了解更多，不知道的更多，后面继续探索

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原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/e271852becc343ac43da55aea】。

萧

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