# Функции и прерывания Функция - набор инструкций под некоторой меткой (имя функции). Функции завершается ret. Вызываемые функции могут вызывать другие функции. ``` sum:     mov rdi, 7     mov rsi, 5     add rdi, rsi     ret ``` Вызов функции: ``` call название_функции ``` Call помещает в стек 64-битный адрес инструкции, которая идет сразу после вызова. Это называется адресом возврата. Когда процедура завершает выполнение, для возвращения к вызывающему коду она выполняет инструкцию ret. Команда ret извлекает 64-битный адрес возврата из стека и косвенно передает управление на этот адрес. ``` global _start section .text _start: call sum mov rax, 60 syscall sum: mov rdi, 7 mov rsi, 5 add rdi, rsi ret ``` **Стек и функции** При вызове ret на верхушке стека должен быть адрес возврата. Иначе скорее всего будет ошибка "Segmentation fault": Поэтому процедура должна извлекать из стека все ранее сохраненные в ней данные и извлекать ровно столько, сколько было сохранено, чтобы адрес возврата сохранялся в стеке и к концу программы оказался в верхушке стека. Можно использовать этот адрес для выхода из функции: ``` global _start   section .text _start:     mov rdi, 5     mov rsi, 20     call sum        add rdi, 10      ; RDI = 15     mov rax, 60     syscall   ; определяем функцию sum sum:     jmp [rsp]        ; переходим по адресу, который храниться в RSP     add rdi, rsi        ; эта строка НЕ выполняется     ret ``` Функции могут использовать регистры. Поэтому нужно сохранять нужные регистры перед вызовом функций. **Передача и возврат параметров** Для передачи параметров применяются регистры, стек или через глобальные переменные. Если параметров немного, то через регистры. Наиболее удобным местом для возврата результатов функции в архитектуре x86-64 являются регистры. Как правило, результат в регистр RAX, хотя можно любой регистр общего назначения. В RAX большинство языков высокого уровня помещают результат функции. Согласно интерфейсам System ABI и Microsoft Windows ABI целочисленный результат помещается в регистр RAX. Соглашения о вызовах (Calling Conventions) Определяют, как передавать аргументы и кто очищает стек. Стандартные соглашения (x86)
**Соглашение****Передача аргументов****Очистка стека****Используемые регистры**
cdeclЧерез стек (справа налево)Вызывающий`EAX`, `ECX`, `EDX` — не сохраняются
stdcallЧерез стек (справа налево)Вызываемая`EAX`, `ECX`, `EDX` — не сохраняются
fastcallПервые 2 — `ECX`, `EDX`, остальные — стекВызываемая`EAX`, `ECX`, `EDX` — не сохраняются
В случае большого объекта можно вместо значения возвратить его адрес (который занимает 8 байт). При вызове функции доступен весь стек, выделенный в программе. Но функция может иметь свои локальные переменные. Для этого определяется фрейм стека (stack frame) - некоторая область в стеке, которая предназначена для текущей функции, включая адрес возврата, параметры и локальные переменные. Для доступа к фрейму стека предназначен регистр RBP (BP - base pointer или базовый указатель), который представляет указатель на базовый адрес фрейма стека. ``` global _start   section .data nums dq 10, 20, 30, 15, 15 count equ ($-nums)/numSize    ; количество элементов numSize equ 8   ; размер каждого элемента   section .text _start:     mov rdi, 11       ; в RDI параметр для функции sum     call sum            ; после вызова в RAX - результат сложения     mov rdi, rax     ; помещаем результат в RDI     mov rax, 60     syscall   sum:     ; добавляем в стек число 5 - условная безымянная локальная переменная     push 5          ; RSP указывает на адрес числа 5     mov rax, rdi    ; в RAX значение параметра из RDI     add rax, [rsp]  ; rax = rax + [rsp] = rax + 5     add rsp, 8      ; особождаем стек     ret ``` Нередко значения параметров, которые передаются через регистры, также помещаются в локальные переменные. Благодаря этому мы сможем высвободить регистры для вычислений. ``` global _start   section .text _start:     mov rdi, 11       ; в RDI параметр для функции sum     call sum            ; после вызова в RAX - результат сложения     mov rdi, rax     ; помещаем результат в RDI     mov rax, 60     syscall   sum:     sub rsp, 8         ; резервируем для двух переменных в стеке 8 байт       mov dword [rsp+4], 5       ; По адресу [rsp+4] первая локальная переменная, которая равна 5     mov dword [rsp], edi     ; По адресу [rsp] вторая локальная переменная, которая равна EDI       mov eax, [rsp+4]    ; в EAX значение первой переменной (5)     add eax, [rsp]     ; EAX = EAX + вторая переменная (edi)       add rsp, 8           ; особождаем стек     ret ``` **Установка имен переменных** Выше обе наших локальных переменных были безымянными. Для нас фактически они существуют лишь как смещения относительно указателя стека RSP. Однако манипулировать смещения не очень удобно, в процессе написания программы мы можем перепутать спещения. Но с помощью констант мы можем им назначить переменным определенные имена. ``` global _start   _a equ 4    ; смещение переменной _a относительно rsp _b equ 0    ; смещение переменной _b относительно rsp   section .text _start:     mov rdi, 12       ; в RDI параметр для функции sum     call sum            ; после вызова в RAX - результат сложения     mov rdi, rax     ; помещаем результат в RDI     mov rax, 60     syscall   sum:     sub rsp, 8         ; резервируем для двух переменных в стеке 8 байт       mov dword [rsp+_a], 5      ; По адресу (rsp+4) первая локальная переменная, которая равна 5     mov dword [rsp + _b], edi    ; По адресу (rsp) вторая локальная переменная, которая равна EDI       mov eax, [rsp+_a]     ; в EAX значение первой переменной     add eax , [rsp + _b]    ; EAX = EAX + вторая переменная       add rsp, 8           ; особождаем стек     ret ``` **Регистр RBP** Для управления доступом к различным частям фрейма стека Intel предоставляет специальный регистр - RBP (Base Pointer). А для доступа к объектам во фрейме стека можно использовать смещение до нужного объекта относительно адреса из регистра RBP. Вызывающий функцию код отвечает за выделение памяти для параметров в стеке и перемещение данных параметра в соответствующее место. Инструкция call помещает адрес возврата в стек. Функция несет ответственность за создание остальной части фрейма, в частности, за добавление локальных переменных. Для этого при вызове функции значение RBP помещается в стек (поскольку при вызове функции в RBP значение вызывающего кода, и это значение надо сохранить), а значение указателя стека RSP копируется в RBP. Затем в стеке освобождается место для локальных переменных. Для доступа к объектам во фрейме стека необходимо использовать смещение до нужного объекта относительно адреса из регистра RBP. Для обращения к параметрам, которые передаются через стек, применяется положительное смещение относительно значения регистра RBP, а для доступа к локальным переменным - отрицательное смещение. Следует с осторожностью использовать регистр RBP для общих расчетов, потому что если вы произвольно измените значение в регистре RBP, вы можете потерять доступ к параметрам текущей функции и локальным переменным. ``` global _start   section .text _start:     mov rdi, 11       ; в RDI параметр для функции sum     call sum            ; после вызова в RAX - результат сложения     mov rdi, rax     ; помещаем результат в RDI     mov rax, 60     syscall   sum:     push rbp              ; сохраняем старое значение RBP в стек     mov rbp, rsp         ; копируем текущий адрес из RSP в RBP     sub rsp, 16          ; выделяем место для двух переменных по 8 байт       mov qword[rbp-8] , 7      ; По адресу [rbp-8] первая локальная переменная, равная 7     mov qword [rbp-16], rdi    ; По адресу [rbp-16] вторая локальная переменная, равная RDI       mov rax, [rbp-8]    ; в RAX значение из [rbp-8]  - первая локальная переменная     add rax, [rbp-16]    ; RAX = RAX + [rbp-16] - вторая локальная переменная       mov rsp, rbp         ; восстанавливаем ранее сохраненное значение RSP      pop rbp               ; восстанавливем RBP           ret ``` **Инструкции enter и leave** Поскольку данная схема работа с регистром %rbp довольно распространена, то для упрощения ассемблер NASM предоставляет две дополнительные инструкции. Так, вместо кода: ``` push rbp mov rbp, rsp sub rsp, N_байтов  ``` Можно применять следующую инструкцию: ``` enter N_байтов, 0 ``` Инструкции enter передается выделяемое в стеке количество байт, а второй параметр - число 0. При выполнении эта инструкция сама сохранит старое значение %rbp в стек, скопирует значение rsp в rbp и выделит в стеке N\_байтов. А вместо кода ``` mov rsp, rbp pop rbp  ``` Можно применить ``` leave ```