为啥要为局部变量保留堆栈空间？

Posted 2023-02-21

【中文标题】为啥要为局部变量保留堆栈空间？

【英文标题】：why preserve stack space for local variables?为什么要为局部变量保留堆栈空间？

【发布时间】：2015-07-15 09:42:18

【问题描述】：

我是汇编语言的新手，我想知道局部变量，为什么我们（或编译器）通常通过在过程开始时减少“ESP”寄存器和程序结束我们再次分配“ESP”它的旧值。喜欢这个代码示例：

; a procedure that create the stack frame then assign 10, 20 values for two local variables then return to caller

two_localv_proc PROC
push ebp
mov ebp,esp
sub esp,8
mov DWORD PTR [ebp-4],10
mov DWORD PTR [ebp-8],20
mov esp,ebp
pop ebp
ret
two_localv_proc ENDP

如果我们删除 (sub esp,8) 行和 (mov esp,ebp) 行，最后一个代码 sn-p 将完全一样

 two_localv_proc PROC
push ebp
mov ebp,esp
mov DWORD PTR [ebp-4],10
mov DWORD PTR [ebp-8],20
pop ebp
ret
two_localv_proc ENDP

那么为什么我们（或编译器）会这样做！ ，我们为什么不直接使用堆栈内存来存储我们的局部变量，只要“ESP”指针不会受到在堆栈上存储值的影响，代码如下：

mov DWORD PTR [ebp-8],20

【参考方案1】：

在先生之后。 @Jester 有用的答案我查看了“红色区域”，发现它对我很有帮助，所以我与你分享 首先这是根据这篇文章从 AMD64 ABI 定义的 http://eli.thegreenplace.net/2011/09/06/stack-frame-layout-on-x86-64/

"%rsp 指向的位置之外的 128 字节区域被认为是保留的，不应被信号或中断处理程序修改。因此，函数可以使用该区域来存储跨函数调用不需要的临时数据. 特别是，叶子函数可能会在整个堆栈帧中使用这个区域，而不是在序言和尾声中调整堆栈指针。这个区域被称为红色区域。”

这是一个和我非常相似的问题：

https://softwareengineering.stackexchange.com/questions/230089/what-is-the-purpose-of-red-zone/230095#230095

【参考方案2】：

一般来说，只能使用栈指针上面的栈。堆栈指针定义堆栈的结尾。在堆栈指针下访问可能有效，也可能无效。如果您调用另一个函数，它尤其不起作用，因为返回地址将被推送，并且被调用的函数将开始使用堆栈指针中的堆栈，从而覆盖您的本地人。即使在叶函数中，信号处理程序等异步事物也可能使用堆栈，并且它们还假定堆栈指针下的所有内容都未使用。

此外，操作系统可能会按需增长您的堆栈，并且它还为此使用堆栈指针。如果你在堆栈指针下访问，内存甚至可能不会被映射，如果操作系统发现你这样做，你的程序就会崩溃。

请注意，某些调用约定，例如 x86-64 abi，​​允许在堆栈指针下存在所谓的红色区域。该区域保证不被修改，并且可以在本地的叶子函数中使用，而无需调整堆栈指针。

【讨论】：

谢谢。现在我看起来很清楚。但是 x86-64 ABI“调用约定”如何保证这个红色区域至少不会被操作系统或信号处理程序修改，它只是一个调用约定！