反彙編簡單的C函數

Question

我想了解一個簡單的C函數的底層彙編。

program1.c

void function() { 
    char buffer[1]; 
} 

=>

push %ebp 
mov %esp, %ebp 
sub $0x10, %esp 
leave 
ret 

不知道它是如何到達這裏爲0x10？不是字符1字節，它是8位，所以它應該是0x08？

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program2.c

void function() { 
    char buffer[4]; 
} 

=>

push %ebp 
mov %esp, %ebp 
sub $0x18, %esp 
mov ... 
mov ... 
[a bunch of random instructions] 

不知道它是如何到達這裏爲0x18要麼？另外，爲什麼在SUB指令後有這麼多附加指令？我所做的只是將陣列的長度從1更改爲4.

Answer 1

gcc uses -mpreferred-stack-boundary=4 by default適用於x86 32位和64位ABI，因此它保持與16B對齊的%esp。

我能夠重現你的輸出與gcc 4.8.2 -O0 -m32 on the Godbolt Compiler Explorer

void f1() { char buffer[1]; } 
    pushl %ebp 
    movl %esp, %ebp  # make a stack frame (`enter` is super slow, so gcc doesn't use it) 
    subl $16, %esp 
    leave     # `leave` is not terrible compared to mov/pop 
    ret 

您必須使用一個版本的默認啓用的gcc with -fstack-protector的。較新的gcc通常不會被配置爲這樣做，所以您不會得到相同的標記值並將檢查寫入堆棧。 （嘗試在godbolt鏈接一個新的gcc）

void f4() { char buffer[4]; } 

    pushl %ebp # 
    movl %esp, %ebp  # make a stack frame 
    subl $24, %esp  # IDK why it reserves 24, rather than 16 or 32B, but prob. has something to do with aligning the stack for the possible call to __stack_chk_fail 
    movl %gs:20, %eax # load a value from thread-local storage 
    movl %eax, -12(%ebp) # store it on the stack 
    xorl %eax, %eax  # tmp59 
    movl -12(%ebp), %eax # D.1377, tmp60 
    xorl %gs:20, %eax # check that the sentinel value matches what we stored 
    je  .L3 #, 
    call __stack_chk_fail  # 
.L3: 
    leave 
    ret 

顯然GCC認爲char buffer[4]一個 「弱勢對象」，但不char buffer[1]。在沒有-fstack-protector的情況下，即使在-O0，在asm中也幾乎沒有差別。

Answer 2

每當您分配內存時，您的操作系統幾乎都不會實際給出您的數量，除非您使用像pvalloc這樣的函數，對齊的字節量（通常爲4K）。相反，您的操作系統假設您將來可能需要更多，因此繼續並提供更多。

要禁用此行爲，請使用不執行緩衝的較低級別的系統調用，如sbrk()。這些講義是一個很好的資源： http://web.eecs.utk.edu/~plank/plank/classes/cs360/360/notes/Malloc1/lecture.html

Answer 3

不是字符1個字節，這是8位，所以應該爲0x08？

這個值不是位，它們是字節。

不知道它是如何到達0x10在這裏？

這行：

push %ebp 
mov %esp, %ebp 
sub $0x10, %esp 

在棧上分配空間，16個字節的存儲器被保留用於該功能的執行。需要

所有這些字節來存儲類似的信息：

• A 4字節存儲器地址將在ret指令要跳轉到指令
• 的函數的局部變量
• Data structure alignment
• 其他我現在不記得的東西:)

在你的例子中，分配了16個字節。其中4個用於下一個將被調用的指令的地址，所以我們剩下12個字節。 1個字節用於大小爲1的字符數組，這可能會被編譯器優化爲單個字符。最後11個字節可能用於存儲一些我不記得的東西以及編譯器添加的填充。

不知道它是如何到達0x18在這裏嗎？

第二個示例中的每個附加字節都增加了2個字節的堆棧大小，1個字節的char和1個可能用於內存對齊的目的。

此外，爲什麼在SUB指令後還有這麼多附加指令？

請按照說明更新問題。

Answer 4

此代碼只是設置堆棧幀。這用作局部變量的暫存空間，並且會有某種對齊要求。

你還沒有提到你的平臺，所以我不能確切地告訴你對你的系統有什麼要求，但顯然這兩個值都至少是8字節對齊的（所以你局部變量的大小被四捨五入所以％esp仍然是8的倍數）。

搜索「C函數序言收尾」或「C函數調用棧」在這個領域找到更多的資源。

編輯 - Peter Cordes的答案解釋了這種差異和神祕的額外說明。

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以及物品是否完整，但法比奧已經回答了這個部分：

不知道它是如何到達這裏爲0x10？不是字符1字節，它是8位，所以它應該是0x08？

在x86，%esp是堆棧指針，和指針存儲地址，而這些都是字節的地址。子字節尋址是很少使用（參見Peter的評論）。如果您想檢查一個字節中的單個位，通常使用按位（&,|,~,^）操作該值，但不更改地址。 （你也可以爭辯說，子緩存行尋址是一種方便的虛構，但我們正在迅速脫離主題）。