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Linux函数栈帧

article 2024/12/22 9:59:52

汇编基础

寄存器

rax（accumulator）：return value
rbx（base）
rcx（count）：4st argument
rdx（data）：3st argument
rsi（source index）：2st argument
rdi（destination index）：1st argument
rbp（base pointer）
rsp（stack pointer）
r8：5st argument
r9：6st argument
r10-r15
rip（instruction pointer）

指令

call指令

相当于执行以下指令：
push %rip
jmp

ret指令

相当于执行以下指令：
pop %rip

leave指令

相当于执行以下指令：
mov %rbp,%rsp
pop %rbp

指令后缀

b（8位）
w（16位）
l（32位）
q（64位）

函数调用

caller执行call之后的栈帧：

arg n
...
arg 2
arg 1
ret       <- rsp

callee开始：
push %rbp
mov %rsp, %rbp
sub $4n, %rsp     # var入栈

arg n     <- rbp + 4(n+1)
...
arg 2     <- rbp + 12
arg 1     <- rbp + 8
ret       <- rbp + 4
rbp       <- rbp
var 1     <- rbp - 4
var 2     <- rbp - 8
...
var n     <- rbp - 4n/rsp

通过x(%rbp)可以访问函数参数（x为正数）和局部变量（x为负数）
执行函数主体，返回值放入rax

callee结束：
mov %rbp, %rsp    # var出栈
pop %rbp          # rbp出栈到rbp
ret               # ret出栈到rip

传参顺序

前6个参数使用rdi、rsi、rdx、rcx、r8、r9，第7个及以后参数使用栈

c代码

int g(int a, int b)
{
    return a + b;
}

int f(int a, int b)
{
    return g(a, b);
}

int main()
{
    return f(1, 2);
}

编译&反汇编

gcc test.c -o test -g
objdump -dS test

c&汇编代码

00000000004004ed <g>:
int g(int a, int b)
{
  4004ed:	55                   	push   %rbp
  4004ee:	48 89 e5             	mov    %rsp,%rbp
  4004f1:	89 7d fc             	mov    %edi,-0x4(%rbp)
  4004f4:	89 75 f8             	mov    %esi,-0x8(%rbp)
    return a + b;
  4004f7:	8b 45 f8             	mov    -0x8(%rbp),%eax
  4004fa:	8b 55 fc             	mov    -0x4(%rbp),%edx
  4004fd:	01 d0                	add    %edx,%eax
}
  4004ff:	5d                   	pop    %rbp
  400500:	c3                   	retq

0000000000400501 <f>:

int f(int a, int b)
{
  400501:	55                   	push   %rbp
  400502:	48 89 e5             	mov    %rsp,%rbp
  400505:	48 83 ec 08          	sub    $0x8,%rsp
  400509:	89 7d fc             	mov    %edi,-0x4(%rbp)
  40050c:	89 75 f8             	mov    %esi,-0x8(%rbp)
    return g(a, b);
  40050f:	8b 55 f8             	mov    -0x8(%rbp),%edx
  400512:	8b 45 fc             	mov    -0x4(%rbp),%eax
  400515:	89 d6                	mov    %edx,%esi
  400517:	89 c7                	mov    %eax,%edi
  400519:	e8 cf ff ff ff       	callq  4004ed <g>
}
  40051e:	c9                   	leaveq
  40051f:	c3                   	retq

0000000000400520 <main>:

int main()
{
  400520:	55                   	push   %rbp
  400521:	48 89 e5             	mov    %rsp,%rbp
    return f(1, 2);
  400524:	be 02 00 00 00       	mov    $0x2,%esi
  400529:	bf 01 00 00 00       	mov    $0x1,%edi
  40052e:	e8 ce ff ff ff       	callq  400501 <f>
}
  400533:	5d                   	pop    %rbp
  400534:	c3                   	retq
  400535:	66 2e 0f 1f 84 00 00 	nopw   %cs:0x0(%rax,%rax,1)
  40053c:	00 00 00
  40053f:	90                   	nop