X86-64函数调用和堆栈框架原理(2)

对于8个参数，可以看出最后两个参数从后到前被压入堆栈，并且前6个参数都保存到相应的参数寄存器中，这与在开始时的描述一致本文.

输入添加后的操作如下:

add:
.LFB2:
    pushq    %rbp # 保存父栈帧指针
.LCFI0:
    movq    %rsp, %rbp  # 创建新栈帧
.LCFI1:
    movl    %edi, -20(%rbp)  # 在寄存器中的参数压栈
    movl    %esi, -24(%rbp)
    movl    %edx, -28(%rbp)
    movl    %ecx, -32(%rbp)
    movl    %r8d, -36(%rbp)
    movl    %r9d, -40(%rbp)
    movl    -24(%rbp), %eax
    addl    -20(%rbp), %eax
    addl    -28(%rbp), %eax
    addl    -32(%rbp), %eax
    addl    -36(%rbp), %eax
    addl    -40(%rbp), %eax
    addl    16(%rbp), %eax
    addl    24(%rbp), %eax
    movl    %eax, -4(%rbp)
    movl    -4(%rbp), %eax
    leave
    ret

add的前两个指令实现了新堆栈框架的创建. 然后，寄存器中的函数调用参数被压入堆栈. 如本文前面所述，由于参数的内存地址可以在子例程中使用，因此无法在寄存器中访问这些参数. 在这里，参数被压入堆栈，这恰好证实了我们先前的猜想.

将参数压入堆栈时，我们发现未使用诸如push之类的指令，并且未调整％esp指针的值. 而是使用-N（％rbp）之类的指令来使用新的堆栈空间. 这种使用“基地址+偏移量”来使用堆栈的方式实际上与直接使用％esp指向堆栈的顶部相同.

有两个与编译器的具体实现有关的问题: 首先，在上述程序中，未使用-8（％rbp）和-12（％rbp）地址，并且这两个地址之前的地址-使用4（％rbp）和更高的-16（％rsp），这可能是由于编译器的特定实现. 另一个是以下两个指令:

    movl    %eax, -4(%rbp)
    movl    -4(%rbp), %eax

首先将％eax的值分配给-4（％rbp），然后将该值反转一次，以为编译器可能会出于一般性考虑而这样做. 以上两个问题有待进一步研究.

当add函数返回时，返回的结果将存储在％eax中，％rbp和％rsp将被调整为指向main的堆栈帧，然后将执行main函数中的以下指令:

movl    %eax, -8(%rbp)  # 保存 add 函数返回值到栈中，对应 C 语句 int sum = add(...)
movl   -12(%rbp), %eax  # 恢复 call save 寄存器 %eax 的值，与调用add前保存 %eax 相对应 
movl    %eax, -4(%rbp) # 对应 C 语句 m = k，%eax 中的值就是 k。
movl    $0, %eax  # main 函数返回值
leave   # main 函数返回
ret

可以看出，当add函数返回时，返回值保存在％eax中. 使用返回值后，将恢复呼叫者保存寄存器％eax的值. 此时，主堆栈框架与调用add之前的框架完全相同.

应注意，在调用add之前，在main中执行诸如subq 48，％rsp之类的指令. 原因是在调用add之后，main中没有调用其他函数，而是执行了两个赋值语句. 直接从main返回之后. 两条指令在main的结尾处离开和ret直接覆盖％rsp的值并返回main的父堆栈帧. 如果先调整主堆栈帧的％rsp值，然后离开然后覆盖％rsp值，则意味着该调整是多余的. 因此，更合理的做法是，在main中添加收益后，省略对rsp的调整，并使用休假直接覆盖rsp.

本文介绍了从汇编级别调用X86-64体系结构中的函数时堆栈帧切换的原理. 理解这些底层细节对于理解程序的运行非常有帮助. 并且在许多当前程序中，为了实现程序的有效运行，使用了汇编语言. 在了解了函数堆栈框架切换的原理之后，对于理解这些程序集也很有帮助.

在下一篇文章中，我们将详细介绍libco库中以汇编语言实现的协程的上下文切换. 本文可以作为理解协程上下文切换的基础.

结局.

我是我，一只企鹅疾驰.

我是我，不同的烟花.

本文来自电脑杂谈，转载请注明本文网址：
http://www.pc-fly.com/a/jisuanjixue/article-164560-2.html