前几天看System V AMD64 ABI标准的时候发现栈帧的顶部后面有一块“red zone”,在学cs:app3e/深入理解操作系统的时候并没有遇到这个,总结一下。

引用标准中的话:

The 128-byte area beyond the location pointed to by %rsp is considered to be reserved and shall not be modified by signal or interrupt handlers. Therefore, functions may use this area for temporary data that is not needed across function calls. In particular, leaf functions may use this area for their entire stack frame, rather than adjusting the stack pointer in the prologue and epilogue. This area is known as the red zone.

译:在%rsp指向的栈顶之后的128字节是被保留的——它不能被信号和终端处理程序使用。因此,函数可以在这个区域放一些临时的数据。特别地,叶子函数可能会将这128字节的区域作为它的整个栈帧,而不是像往常一样在进入函数和离开时靠移动栈指针获取栈帧和释放栈帧。这128字节被称作红色区域。

简单点说,这个红色区域(red zone)就是一个优化。因为这个区域不会被信号或者中断侵占,函数可以在不移动栈指针的情况下使用它存取一些临时数据——于是两个移动rsp的指令就被节省下来了。

然而,标准只说了不会被信号和终端处理程序侵占,red zone还是会被接下来的函数调用使用的,这也是为什么大多数情况下都是叶子函数(不会再调用别的函数)使用这种优化。下面我举一个例子:

/*test.c*/

long test2(long a, long b, long c)	/* 叶子函数 */
{
return a*b + c;
} long test1(long a, long b)
{
return test2(b, a, 3);
} int main(int argc, char const *argv[])
{
return test1(1, 2);
}

编译汇编与反汇编:

frank@under:~/tmp$ gcc test.c && objdump -d a.out

得到test1和test2对应的指令:

00000000004004d6 <test2>:
4004d6: 55 push %rbp
4004d7: 48 89 e5 mov %rsp,%rbp
4004da: 48 89 7d f8 mov %rdi,-0x8(%rbp)
4004de: 48 89 75 f0 mov %rsi,-0x10(%rbp)
4004e2: 48 89 55 e8 mov %rdx,-0x18(%rbp)
4004e6: 48 8b 45 f8 mov -0x8(%rbp),%rax
4004ea: 48 0f af 45 f0 imul -0x10(%rbp),%rax
4004ef: 48 89 c2 mov %rax,%rdx
4004f2: 48 8b 45 e8 mov -0x18(%rbp),%rax
4004f6: 48 01 d0 add %rdx,%rax
4004f9: 5d pop %rbp
4004fa: c3 retq 00000000004004fb <test1>:
4004fb: 55 push %rbp
4004fc: 48 89 e5 mov %rsp,%rbp
4004ff: 48 83 ec 10 sub $0x10,%rsp
400503: 48 89 7d f8 mov %rdi,-0x8(%rbp)
400507: 48 89 75 f0 mov %rsi,-0x10(%rbp)
40050b: 48 8b 4d f8 mov -0x8(%rbp),%rcx
40050f: 48 8b 45 f0 mov -0x10(%rbp),%rax
400513: ba 03 00 00 00 mov $0x3,%edx
400518: 48 89 ce mov %rcx,%rsi
40051b: 48 89 c7 mov %rax,%rdi
40051e: e8 b3 ff ff ff callq 4004d6 <test2>
400523: c9 leaveq
400524: c3 retq

可以看到test1移动了栈顶指针来获取栈帧空间,即sub $xxx, %rsp + leaveq的组合。但是test2并没有移动栈顶指针,而是直接使用ebp/esp(此时它们两个相等,由于是叶子也不用考虑内存对齐的问题)存放要使用的数据。栈帧布局如下:

最后提一点,Windows x64 ABI中并没有“red zone”这个概念,栈顶指针rsp的低地址处被认为是“volatile”和“unsafe”的——操作系统、调试器、终端处理程序等等都可能侵占该区域。

参考:

Stack frame layout on x86-64

x86-64栈帧中的“红色区域” red zone of stack frame on x86-64的更多相关文章

  1. X86-64寄存器和栈帧--牛掰降解汇编函数寄存器相关操作

    X86-64寄存器和栈帧 概要 说到x86-64,总不免要说说AMD的牛逼,x86-64是x86系列中集大成者,继承了向后兼容的优良传统,最早由AMD公司提出,代号AMD64:正是由于能向后兼容,AM ...

  2. X86-64寄存器和栈帧

    简介 通用寄存器可用于传送和暂存数据,也可参与算术逻辑运算,并保存运算结果.除此之外,它们还各自具有一些特殊功能.通用寄存器的长度取决于机器字长,汇编语言程序员必须熟悉每个寄存器的一般用途和特殊用途, ...

  3. JAVA栈帧

    简介 Java栈是一块线程私有的内存空间.java堆和程序数据相关,java栈就是和线程执行密切相关的,线程的执行的基本行为是函数调用,每次函数调用的数据都是通过java栈来传递的. Java栈与数据 ...

  4. 深入理解java虚拟机(十) Java 虚拟机运行时栈帧结构

    运行时栈帧结构 栈帧(Stack Frame) 是用于虚拟机执行时方法调用和方法执行时的数据结构,它是虚拟栈数据区的组成元素.每一个方法从调用到方法返回都对应着一个栈帧入栈出栈的过程. 每一个栈帧在编 ...

  5. Java虚拟机之栈帧

    写在前面的话:Java虚拟机是一门学问,是众多Java大神们的杰作,由于我个人水平有限,精力有限,不能保证所有的东西都是正确的,这里内容都是经过深思熟虑的,部分引用原著的内容,讲的已经很好了,不在累述 ...

  6. Java-JVM 栈帧(Stack Frame)

    一.概述 栈帧位置 JVM 执行 Java 程序时需要装载各种数据到内存中,不同的数据存放在不同的内存区中(逻辑上),这些数据内存区称作运行时数据区(Run-Time Data Areas). 其中 ...

  7. java 栈和栈帧

    文章转载自:http://www.tuicool.com/articles/URZrMnb jvm为每个新创建的线程都分配一个堆栈.堆栈以帧为单位保存线程的状态.jvm对堆栈只进行两种操作:以帧为单位 ...

  8. C函数调用过程原理及函数栈帧分析(转)

    在x86的计算机系统中,内存空间中的栈主要用于保存函数的参数,返回值,返回地址,本地变量等.一切的函数调用都要将不同的数据.地址压入或者弹出栈.因此,为了更好地理解函数的调用,我们需要先来看看栈是怎么 ...

  9. Linux内核调试方法总结之栈帧

    栈帧 栈帧和指针可以说是C语言的精髓.栈帧是一种特殊的数据结构,在C语言函数调用时,栈帧用来保存当前函数的父一级函数的栈底指针,当前函数的局部变量以及被调用函数返回后下一条汇编指令的地址.如下图所示: ...

随机推荐

  1. 文件的inode号操作

    linux给每个文件生成了一个唯一的inode编号,命令行下操作文件需要输入文件名,如果遇到文件名特别难输入(或者包含特殊符号)的情况,可以用inode号操作文件. 可以用这个命令查看inode号: ...

  2. 【设计模式】module模式&&Revealing module (揭示)模式

    写在前面 <head first设计模式>里有一篇文章,是说使用模式的心智, 1.初学者"心智" :"我要为HELLO WORLD找个模式" 2.中 ...

  3. WILL吃桃_KEY

    WILL 吃桃 (peach.pas/c/cpp) [ 题目描述] Will 很喜欢吃桃, 某天 Will 来到了一片森林, 森林中有 N 颗桃树, 依次编号为 1,2,„,N.每棵树上有数量不等的桃 ...

  4. /MD、/MT、/LD( 使用 多线程版本 运行时库的C runtime library)

    /MD./MT./LD(使用运行时库)(微软官网解释) Visual C++ 编译器选项 /MD./ML./MT./LD 区别 指定与你项目连接的运行期库 /MT多线程应用程序 /Mtd多线程应用程序 ...

  5. Application->ProcessMessages();

    Application.ProcessMessages的用法意义   在循环中加Application.ProcessMessages是可以防止其他控件没响应,举个例子容易明白:假如你的窗体上有两个按 ...

  6. javascript中DOM集锦(二)

    <!DOCTYPE html> <html> <head> <meta charset="utf-8"> <title> ...

  7. [mysql]ERROR 1364 (HY000): Field 'ssl_cipher' doesn't have a default value 解决方法

    在MySQL数据库中的mysql.user表中使用insert语句添加新用户时,可能会出现以下错误: ERROR 1364 (HY000): Field 'ssl_cipher' doesn't ha ...

  8. Laravel框架使用查询构造器实现CURD

    一.什么是查询构造器? ①Laravel 查询构造器(query Builder)提供方便,流畅的接口,用来建立及执行数据库查找语法 ②使用PDO参数绑定,以保护应用程序免于SQL注入因此传入的参数不 ...

  9. SQLyog快捷键汇总

    Ctrl+M   创建一个新的连接Ctrl+N   使用当前设置新建连接Ctrl+F4   断开当前连接 对象浏览器 F5   刷新对象浏览器(默认)Ctrl+B   设置焦点于对象浏览器 SQL 窗 ...

  10. 当谈到 GitLab CI 的时候,我们都该聊些什么(下篇)

    上篇主要介绍了 GitLab WorkFlow 以及 CI/CD 做的事情,并且详细分析 GitLab CI 跟 Runner 信息交互是如何进行的.接下来将为大家讲解 Executor 的实现,再通 ...