Linux 为什么%rbp没有指向任何东西？

众所周知，%rsp指向堆栈框架的顶部，%rbp指向堆栈框架的底部。然后我不明白为什么在这段代码中%rbp是0x0：

(gdb) x/4xg $rsp
0x7fffffffe170: 0x00000000004000dc  0x0000000000000010
0x7fffffffe180: 0x0000000000000001  0x00007fffffffe487
(gdb) disas HelloWorldProc 
Dump of assembler code for function HelloWorldProc:
=> 0x00000000004000b0 <+0>: push   %rbp
   0x00000000004000b1 <+1>: mov    %rsp,%rbp
   0x00000000004000b4 <+4>: mov    $0x1,%eax
   0x00000000004000b9 <+9>: mov    $0x1,%edi
   0x00000000004000be <+14>:    movabs $0x6000ec,%rsi
   0x00000000004000c8 <+24>:    mov    $0xd,%edx
   0x00000000004000cd <+29>:    syscall 
   0x00000000004000cf <+31>:    leaveq 
   0x00000000004000d0 <+32>:    retq   
End of assembler dump.
(gdb) x/xg $rbp
0x0:    Cannot access memory at address 0x0

（gdb）x/4xg$rsp
0x7FFFFFE170:0x00000000004000dc 0x0000000000000010
0x7FFFFFE180:0x0000000000000001 0x00007FFFFFE487
（gdb）disas HelloWorldProc
函数HelloWorldProc的汇编程序代码转储：
=>0x00000000004000b0:推送%rbp
0x00000000004000b1:mov%rsp，%rbp
0x00000000004000b4:mov$0x1，%eax
0x00000000004000b9:mov$0x1，%edi
0x00000000004000be:movabs$0x6000ec，%rsi
0x00000000004000c8:mov$0xd，%edx
0x00000000004000cd:syscall
0x00000000004000cf:leaveq
0x00000000004000d0:retq
汇编程序转储结束。
（gdb）x/xg$rbp
0x0:无法访问地址0x0处的内存

---

如果rbp不指向任何内容，为什么要将其“保存”（推入）%rbp到堆栈中？

rbp

是一个通用寄存器，因此它可以包含您（或您的编译器）希望它包含的任何值。只有按照惯例，

RBP

才用于指向程序框架。根据此约定，堆栈如下所示：

Low            |====================|
addresses      | Unused space       |
               |                    |
               |====================|    ← RSP points here
   ↑           | Function's         |
   ↑           | local variables    |
   ↑           |                    |    ↑ RBP - x
direction      |--------------------|    ← RBP points here
of stack       | Original/saved RBP |    ↓ RBP + x
growth         |--------------------|
   ↑           | Return pointer     |
   ↑           |--------------------|
   ↑           | Function's         |
               | parameters         |
               |                    |
               |====================|
               | Parent             |
               | function's data    |
               |====================|
               | Grandparent        |
High           | function's data    |
addresses      |====================|

因此，函数的样板序言代码为：

push   %rbp
mov    %rsp, %rbp

leaveq

第一条指令将

RBP

的原始值推送到堆栈上保存，然后第二条指令将

RBP

设置为

RSP

的原始值。在这之后，堆栈看起来与上面描述的完全一样，采用了漂亮的ASCII艺术

然后，函数执行它自己的事情，执行它想要执行的任何代码。如图所示，它可以通过使用

RBP

（即

RBP+x

）的正偏移量访问它在堆栈上传递的任何参数，并且可以通过使用

RBP

（即

RBP-x

）的负偏移量访问它在堆栈上分配空间的任何局部变量。如果您理解堆栈在内存中向下增长（地址变小），那么这种偏移方案是有意义的

最后，结束函数的样板结束代码是：

push   %rbp
mov    %rsp, %rbp

leaveq

或者，相当于：

mov %rbp, %rsp
pop %rbp

第一条指令将

RSP

设置为

RBP

（整个函数代码中使用的工作值），第二条指令将“原始/保存的RBP”从堆栈中弹出，放入

RBP

。这与我们在上面看到的序言代码中所做的恰恰相反，这并非巧合

但请注意，这只是一个惯例。除非ABI要求，否则编译器可以自由使用

RBP

作为通用寄存器，与堆栈指针无关。这是因为编译器可以在编译时计算从

RSP

所需的偏移量，这是一种常见的优化，称为“帧指针省略”（或“帧指针省略”）。它在32位模式下尤其常见，在32位模式下，可用的通用寄存器数量非常少，但有时您也会在64位代码中看到它。当编译器省略了帧指针时，它不需要序言和尾声代码来操作它，因此这也可以省略

您看到所有这些帧指针簿记的原因是因为您正在分析未优化的代码，其中帧指针永远不会被忽略，因为有它在身边通常会使调试更容易（而且因为执行速度不是一个重要的问题）

进入函数时，RBP

RBP

为0的原因似乎是，而不是您真正需要关心的问题。正如Shift_在注释中留下的注释，Linux下的GDB在将控制权移交给应用程序之前将所有寄存器（RSP除外）预初始化为0。如果您在调试器之外运行此程序，并且只需将

RBP

的初始值打印到stdout，您就会看到它将是非零的

---

但是，同样，准确的数值对你来说并不重要。理解上面调用堆栈的示意图是关键。假设未省略帧指针，编译器不知道何时生成序言和尾声代码，因为它不知道函数将在调用堆栈的何处被调用。

RBP

是一个通用寄存器，因此，它可以包含您（或您的编译器）希望它包含的任何值。只有按照惯例，

RBP

才用于指向程序框架。根据此约定，堆栈如下所示：

Low            |====================|
addresses      | Unused space       |
               |                    |
               |====================|    ← RSP points here
   ↑           | Function's         |
   ↑           | local variables    |
   ↑           |                    |    ↑ RBP - x
direction      |--------------------|    ← RBP points here
of stack       | Original/saved RBP |    ↓ RBP + x
growth         |--------------------|
   ↑           | Return pointer     |
   ↑           |--------------------|
   ↑           | Function's         |
               | parameters         |
               |                    |
               |====================|
               | Parent             |
               | function's data    |
               |====================|
               | Grandparent        |
High           | function's data    |
addresses      |====================|

因此，函数的样板序言代码为：

push   %rbp
mov    %rsp, %rbp

leaveq

第一条指令将

RBP

的原始值推送到堆栈上保存，然后第二条指令将

RBP

设置为

RSP

的原始值。在这之后，堆栈看起来与上面描述的完全一样，采用了漂亮的ASCII艺术

然后，函数执行它自己的事情，执行它想要执行的任何代码。如图所示，它可以通过使用

RBP

（即

RBP+x

）的正偏移量访问它在堆栈上传递的任何参数，并且可以通过使用

RBP

（即

RBP-x

）的负偏移量访问它在堆栈上分配空间的任何局部变量。如果您理解堆栈在内存中向下增长（地址变小），那么这种偏移方案是有意义的

最后，结束函数的样板结束代码是：

push   %rbp
mov    %rsp, %rbp

leaveq

或者，相当于：

mov %rbp, %rsp
pop %rbp

第一条指令将

RSP

设置为

RBP

（整个函数代码中使用的工作值），第二条指令将“原始/保存的RBP”从堆栈中弹出，放入

RBP

。这并非巧合