2　alloca（2）（harib25b）

即便没有__alloca，只要用malloc就可以搞定了，我们就到这里结束吧……等等，我可没有这么说哦（笑）。栈中使用的变量一多，程序就无法正常运行了，这可说不过去呀。

alloca.nas

  1. [FORMAT "WCOFF"]
  2. [INSTRSET "i486p"]
  3. [BITS 32]
  4. [FILE "alloca.nas"]
  6.         GLOBAL  __alloca
  8. [SECTION .text]
  10. __alloca:
  11.         ADD     EAX,-4
  12.         SUB     ESP,EAX
  13.         JMP     DWORD [ESP+EAX]     ; 代替RET

于是我们编写了包含上述内容的alloca.nas，并将它放在了apilib中。虽然它并不能称为API，但是另外归类实在太麻烦了，我们就先放在apilib中好了。

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这个程序实际上只有3行内容，却颇有内涵，下面我们来讲解一下。

__alloca会在下述情况下被C语言的程序调用（采用near-CALL的方式）。

  • 要执行的操作从栈中分配EAX个字节的内存空间（ESP -= EAX;）

  • 要遵守的规则不能改变ECX、EDX、EBX、EBP、ESI、EDI的值（可以临时改变它们的值，但要使用PUSH/POP来复原）

看到这里大家可能会想“什么嘛？这么简单”，于是就编写出下面这样的程序：

错误的alloca示例(1)

  1. SUB     ESP,EAX
  2. RET

但这个程序是无法运行的，因为RET返回的地址保存在了ESP中，而ESP的值在这里被改变了，于是读取了错误的返回地址（注意：“RET”指令实际上相当于“POP EIP”）。

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既然这个不行，我们又想到了别的办法。

错误的alloca示例(2)

  1. SUB     ESP,EAX
  2. JMP     DWORD [ESP+EAX]     ; 代替RET

这个貌似不错，JMP的目标地址从[ESP]变成了[ESP+EAX]，而ESP+EAX的值正好是减法运算之前的ESP值，也就是正确的地址。

不过这样还是有个问题，“RET”指令相当于“POP EIP”，而“POP EIP”实际上又相当于下面两条指令：

  1. MOV     EIP,[ESP]       ; 没有这个指令，用JMP [ESP]代替
  2. ADD     ESP,4

也就是说，刚刚我们忘记给ESP加上4，因此ESP的值就有了误差。

那么我们再来改良一下，程序就变成了下面这样。

错误的alloca示例(3)

  1. SUB     ESP,EAX
  2. JMP     DWORD [ESP+EAX]     ; 代替RET
  3. ADD     ESP,4

这个程序的问题在于ADD指令的位置，将ADD指令放在了JMP指令的后面，所以是不可能被执行的，因此也失败了。

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这次我们一定得解决这个问题，于是我们将程序改成了下面这样。

基本正确的alloca示例

  1. SUB     ESP,EAX
  2. ADD     ESP,4
  3. JMP     DWORD [ESP+EAX-4]   ; 代替RET

这个程序可以成功运行，太好了！因此将这个程序直接作为alloca.nas也没问题。这里的要点是：先加上4，然后在JMP指令的地址计算中再减掉4.

讲到这里，再回头看看前面实际的__alloca，怎么样，更加简短吧？不错不错。

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这样一来sosu2.hrb应该就可以正常运行了，我们来试试看，“make run”。

2　alloca（2）（harib25b） - 图1 2　alloca（2）（harib25b） - 图2
看，成功了！ 为了防止你们说我用sosu3滥竽充数，来看一下开头

运行成功，耶！

话说，sosu2.hrb和sosu3.hrb在运行结果上就没有什么区别了，那么程序的大小如何呢？

sosu2.hrb：1484字节

sosu3.hrb：1524字节

虽然差距不大，但还是sosu2.hrb更胜一筹。

既然如此，我们让winhelo也从栈中分配buf的空间吧。HariMain函数中声明的变量在程序结束前是不会被释放的，因此完全可以代替。

本次的winhelo.c

  1. #include "apilib.h"
  3. void HariMain(void)
  4. {
  5.     int win;
  6.     char buf[150 * 50];                             /*这里！*/
  7.     win = api_openwin(buf, 150, 50, -1, "hello");
  8.     for (;;) {
  9.         if (api_getkey(1) == 0x0a) {
  10.             break; /*按下回车键则break;*/
  11.         }
  12.     }
  13.     api_end();
  14. }

在Makefile中设定“STACK = 8k”，然后“make run”一下（buf大约需要7.5KB的空间）。哦哦，运行成功了，而且程序大小变为174字节了，要知道修改前的大小有7664字节呢（因为有“RESB 7500”），真是个重大改进。由于担心磁盘空间不够（考虑到后面我们还要加入字库），因此应用程序当然是越小越好。

2　alloca（2）（harib25b） - 图3

174字节的程序就可以实现这样的功能！

说实话，本来winhelo.hrb一开始就是从栈中为buf分配空间的，不过buf差不多要占用7.5KB，超过4KB了，没有alloca的话是不会成功运行的。如果在22.5节那个阶段就引入alloca的话，整体的条理就会被打乱，因此笔者才不得已将buf的声明放到函数外面，勉强算是挺过了那一关（C语言中，在函数外部声明的变量和带static的变量一样，都会被解释为DB和RESB；在函数内部不带static声明的变量则会从栈中分配空间）。

随后，在23.1节中由于我们引入了malloc，所以即便没有alloca也可以尽量缩小应用程序的大小，于是就没有机会讲解alloca了。在这里笔者想说的是，现在我们终于让winhelo.hrb恢复到它本来的样子了，可喜可贺呀。

下面，我们顺便将winhelo2.hrb也修改一下。

本次的winhelo2.hrb

  1. #include "apilib.h"
  3. void HariMain(void)
  4. {
  5.     int win;
  6.     char buf[150 * 50];                             /*这里！*/
  7.     win = api_openwin(buf, 150, 50, -1, "hello");
  8.     api_boxfilwin(win,  8, 36, 141, 43, 3 /*黄色*/);
  9.     api_putstrwin(win, 28, 28, 0 /*黑色*/, 12, "hello, world");
  10.     for (;;) {
  11.         if (api_getkey(1) == 0x0a) {
  12.             break; /*按下回车键则break;*/
  13.         }
  14.     }
  15.     api_end();
  16. }

大功告成。说是修改，其实也就是移动了1行代码而已。我们来“make run”一下……咦，一般保护异常？哎呀不好，忘记将STACK设定为8k了。

设定为8k之后就可以正常运行了，程序只有315字节，撒花！

改良前的winhelo2.hrb：7808字节

改良后的winhelo2.hrb：315字节

winhelo3.hrb（用malloc方式）：359字节