assembly - 如何正确引用栈上的局部变量

Question

进入函数，标准序言

push rbp
mov rbp, rsp
sub rsp, 128 ; large space for storing doubles, for example

现在如何引用局部变量，通过 rsp + positive offset，还是通过 rbp + negative offset？

阅读 https://en.wikibooks.org/wiki/X86_Disassembly/Functions_and_Stack_Frames ，确实很好理解。写着

...esp 的值不能可靠地用于确定(使用适当的偏移量)特定局部变量的内存位置。为了解决这个问题，许多编译器使用 ebp 寄存器的负偏移来访问局部变量。

为什么不可靠？在那个问题之前，我是通过 rsp 访问局部变量的，就像这样:

mov rax, [rsp+.length] ; get length of array
mov [rsp+8], rax ; store sum at the stack

使用 rsp 进行堆栈引用一切顺利。

Answer 1

查看 gcc 输出。优化时默认为-fomit-frame-pointer，仅在函数使用变长数组或需要将堆栈对齐到16B以上时才制作堆栈帧。

那个 wiki 页面基本上是错误的。没有什么可怕的怪异东西让它“不可靠”。唯一不能这样做的情况是当您需要修改 RSP 的量不是汇编时常量时。

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但是，如果您确实使用push rbp/mov rbp, rsp 制作堆栈帧，您应该使用RBP 相对寻址模式.它更有效，因为 [rsp + 8] 需要一个额外的字节来编码(与 [rbp - 8] 相比)。以 RSP 作为基址寄存器的寻址模式总是需要一个 SIB 字节，即使没有变址寄存器也是如此。

使用 RSP 相对寻址模式的要点是您可以避免浪费指令制作堆栈帧，因此 RBP 只是另一个可以保存/恢复的调用保存寄存器(如 RBX)并用于任何你想要的。

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RBP 相对寻址的另一大优势是，从 RBP 到给定变量的偏移量在整个函数中保持不变。与编译器不同，我们这些弱小的人很容易被 push 和 pops 搞糊涂，它们会在函数内部改变 RSP。当然，64 位代码几乎不会在序言和结尾之间更改函数内部的 RSP，因为两个 ABI 都在寄存器中传递参数。在序言/结语中保存/恢复一些调用保留寄存器(如 RBX 或 R12-R15)通常比在函数内使用 push/pop 更好(而且绝对比在循环内更好)。当您需要溢出/重新加载时，用于随机访问的 mov 通常是最好的。

在 32 位代码中，用手写代码制作堆栈帧通常更有意义，尤其是。为了可维护性。在 64 位代码中，这通常不是什么大问题。虽然用一对额外的 push/pop 保存/恢复一个额外的寄存器确实改变了堆栈布局，如果在堆栈上传递了任何参数，这确实很重要(例如，一个大的按值结构，但是编写你的函数来获取一个常量指针arg 代替!)。