如何正确引用堆栈上的局部变量

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 +正偏移，还是通过rbp +负偏移？

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

...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 寄存器的负偏移量来访问局部变量。

为什么不可靠？在那个问题之前，我通过 rsp 访问局部变量，如下所示：

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，一切都很顺利。

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栈对齐到16B以上时才制作栈帧。

那个 wiki 页面基本上是错误的。没有可怕的怪异东西使它“不可靠”。唯一不能这样做的情况是，当您需要将 RSP 修改为非汇编时间常数的量时。

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但是，如果您确实使用push rbp / mov rbp, rsp 创建堆栈帧，则应使用 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，即使没有索引寄存器。

使用 RSP 相对寻址模式的意义在于您可以避免浪费指令来制作堆栈帧，因此 RBP 只是另一个可以保存/恢复的调用保存寄存器（如 RBX）并随心所欲地使用。

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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，我们这些微不足道的人类很容易被改变函数内部 RSP 的 push 和 pop 弄糊涂。当然，64 位代码几乎不会在序言和结尾之间的函数内更改 RSP，因为两个 ABI 都在寄存器中传递参数。在序言/尾声中保存/恢复一些保留调用的寄存器（如 RBX 或 R12-R15）通常比在函数内部进行 push/pop 更好（并且绝对比在循环内部更好）。当您需要溢出/重新加载时，mov 随机访问通常是最好的。

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。尽管使用一对额外的 push/pop 保存/恢复额外的寄存器确实会改变堆栈布局，但如果在堆栈上传递了任何 args（例如，按值计算的大型结构，但编写函数以获取 const 指针），这确实很重要arg 代替！）。