x86 linux 反汇编问题

[yu.sang]

测试c代码如下：（test.c）

struct data_st{
        int a,b;
        struct data_st *pnext;
};

int add_X(struct data_st data)
{
        int a,b,c;
        data.a = 10;
        data.b = 5;
        data.pnext = &data;
        a = 1;
        b = 2;
        c = 3;
        return 30001;
}

void call_X(void)
{
        struct data_st data;
        add_X(data);
}

int main()
{
        int a = 0;
        call_X();
        return 0;
}

编译命令如下：
gcc -S -fno-asynchronous-unwind-tables test.c
汇编结果如下：

        .file   "test.c"
        .text
        .globl  add_X
        .type   add_X, @function
add_X:                                        #疑问三，这里咋没有sub ？ 直接就那bp进行取数据了?
        pushq   %rbp
        movq    %rsp, %rbp
        movq    %rdi, %rax
        movq    %rsi, %rcx
        movq    %rcx, %rdx
        movq    %rax, -32(%rbp)
        movq    %rdx, -24(%rbp)
        movl    $10, -32(%rbp)
        movl    $5, -28(%rbp)
        leaq    -32(%rbp), %rax
        movq    %rax, -24(%rbp)
        movl    $1, -12(%rbp)
        movl    $2, -8(%rbp)
        movl    $3, -4(%rbp)
        movl    $30001, %eax
        popq    %rbp
        ret
        .size   add_X, .-add_X
        .globl  call_X
        .type   call_X, @function
call_X:
        pushq   %rbp
        movq    %rsp, %rbp
        subq    $16, %rsp              疑问二，同疑问一，应该是12呀？
        movq    -16(%rbp), %rdx
        movq    -8(%rbp), %rax
        movq    %rdx, %rdi
        movq    %rax, %rsi
        call    add_X
        leave
        ret
        .size   call_X, .-call_X
        .globl  main
        .type   main, @function
main:
        pushq   %rbp
        movq    %rsp, %rbp
        subq    $16, %rsp      #疑问1，这里为啥要减去16 ？而不是 4？ a的size是4呀？
        movl    $0, -4(%rbp)
        call    call_X
        movl    $0, %eax
        leave
        ret
        .size   main, .-main
        .ident  "GCC: (Ubuntu 4.8.4-2ubuntu1~14.04.3) 4.8.4"

还请大神么，帮忙解答下汇编里注释的三个疑问。。非常感谢！！！！

[pengzhixi]

subq $16, %rsp #疑问1，这里为啥要减去16 ？而不是 4？ a的size是4呀？ 这个再debug模式下不一定是4，但是这个 不重要 你只需要看movl $0, -4(%rbp)这个对a进行赋值的时候没有取错就好了。我个人猜测只是出于对齐的考虑。这个和疑问二可以算是同一个问题。 #疑问三，这里咋没有sub ？ 直接就那bp进行取数据了? 这个参数的空间是调用的时候有调用函数分配了。具体你可以调用下add_x就知道了

[yu.sang]

引用 1 楼 pengzhixi 的回复:

subq $16, %rsp #疑问1，这里为啥要减去16 ？而不是 4？ a的size是4呀？ 这个再debug模式下不一定是4，但是这个 不重要 你只需要看movl $0, -4(%rbp)这个对a进行赋值的时候没有取错就好了。我个人猜测只是出于对齐的考虑。这个和疑问二可以算是同一个问题。 #疑问三，这里咋没有sub ？ 直接就那bp进行取数据了? 这个参数的空间是调用的时候有调用函数分配了。具体你可以调用下add_x就知道了

感谢!! add_x已经在call_x里被调用了。call_x里并没有分配的地方啊？

[yu.sang]

而且，如果是调用前分配的，那么在call_x里通过bp调用时，肯定是正偏移，而不应该是负的偏移呀。

[赵4老师]

没准默认被优化了。 http://edu.csdn.net/course/detail/2344 C语言指针与汇编内存地址-一.代码要素

[ipqtjmqj]

疑问三：因为是最里层的函数了

[yu.sang]

引用 3 楼 shangyu0801 的回复:

而且，如果是调用前分配的，那么在call_x里通过bp调用时，肯定是正偏移，而不应该是负的偏移呀。

说错了，我的意思是在add_x里，取值的时候，应该是 movq %rax, 32(%rbp) movq %rdx, -24(%rbp)

引用 5 楼 ipqtjmqj 的回复:

疑问三：因为是最里层的函数了

没理解呀！与非里层的函数有什么区别么？

[ipqtjmqj]

这毕竟是机器产生的，不完美，我仔细看了下，sp寄存器从头到尾都没啥用

[pengzhixi]

引用 6 楼 shangyu0801 的回复:

[quote=引用 3 楼 shangyu0801 的回复:] 而且，如果是调用前分配的，那么在call_x里通过bp调用时，肯定是正偏移，而不应该是负的偏移呀。

说错了，我的意思是在add_x里，取值的时候，应该是 movq %rax, 32(%rbp) movq %rdx, -24(%rbp)

引用 5 楼 ipqtjmqj 的回复:

疑问三：因为是最里层的函数了

没理解呀！与非里层的函数有什么区别么？[/quote]经楼主提醒 又去看了下，觉得应该是编译器做的优化。没有对rsp做修改，而是直接用rbp来为add_X(struct data_st data)这个参数分配空间，能想到的一个好处就是不用对rsp做进一步的恢复。因为你传递的不是指针，函数调用返回 这个参数所在的空间就不可用。所以优化一下不用rsp分配空间，直接用rhp 减去某个值来使用栈。 返回的时候又不用恢复rsp。还挺好

[yu.sang]

引用 7 楼 ipqtjmqj 的回复:

这毕竟是机器产生的，不完美，我仔细看了下，sp寄存器从头到尾都没啥用

sp是栈顶指针，所有的pop和push都是依赖这个的。 我就是看不懂这个逻辑，什么时候给add_x里的局部变量和形参分配的空间。。。咋上来就用bp指针取这些变量了～

[pengzhixi]

看了下 即使在add_X 里面return data也不会使用rsp分配空间。

[ipqtjmqj]

引用 9 楼 shangyu0801 的回复:

[quote=引用 7 楼 ipqtjmqj 的回复:] 这毕竟是机器产生的，不完美，我仔细看了下，sp寄存器从头到尾都没啥用

sp是栈顶指针，所有的pop和push都是依赖这个的。 我就是看不懂这个逻辑，什么时候给add_x里的局部变量和形参分配的空间。。。咋上来就用bp指针取这些变量了～[/quote] 哦，这样就很好解释了，因为add_X函数里面有pop语句，所以sp不能变

[yu.sang]

引用 5 楼 ipqtjmqj 的回复:

疑问三：因为是最里层的函数了

引用 10 楼 pengzhixi 的回复:

看了下 即使在add_X 里面return data也不会使用rsp分配空间。

good结合engzhixi的分析应该是这个原因了。因为是最底层，是不用修改esp的，因为不用记录当前的堆栈使用情况，返回该函数退出时直接拿到ebp就OK。 我在add_X里再调用一个函数，就发现有sub xx,%rsp的操作了。 值得一提的是，在vs下，一直都是有sub xx,%rsp的操作的。。

[yu.sang]

引用 11 楼 ipqtjmqj 的回复:

[quote=引用 9 楼 shangyu0801 的回复:] [quote=引用 7 楼 ipqtjmqj 的回复:] 这毕竟是机器产生的，不完美，我仔细看了下，sp寄存器从头到尾都没啥用

sp是栈顶指针，所有的pop和push都是依赖这个的。 我就是看不懂这个逻辑，什么时候给add_x里的局部变量和形参分配的空间。。。咋上来就用bp指针取这些变量了～[/quote] 哦，这样就很好解释了，因为add_X函数里面有pop语句，所以sp不能变[/quote] 我觉得这个不是原因而是结果，因为bsp没有变化(sp == bp)，所以才能用直接用pop bp，否则应该先执行sp = bp.然后在pop bp

[ipqtjmqj]

我本来也不太懂汇编的，经过与楼主的讨论，加上自己的研究，下面是我的理解： 每个函数开头都会有这几句

pushq   %rbp

上面这句的目的是因为下面这句要使用bp,所以先保存一下

movq    %rsp, %rbp

上面这句是保存sp到bp中，由于push操作会改变sp, 所以保存sp只能用move语句 保存sp的目的是函数中的局部变量都保存在栈上，有新的变量定义sp的值就会改变， sp的原始值保存在bp中，这样函数结束时释放线变量只需令sp = bp即可。

subq    $16, %rsp

然而为了效率，并不是定义几个变量就对sp减几次，而是一次性分配一定空间。 改变sp的目的是为了让里层的函数以最新的sp为基址，所以最里层的函数就不需要改变sp了. 还有一点蛮奇怪的，函数开头有保存bp, sp函数结束时没有还原。 只有最里层函数用pop bp, 但貌似bp根本没变。 我猜测可能调用函数在父函数的最后一句，所以就不需要了