Macos 激活记录-C 请考虑下面的程序： #include <stdio.h> void my_f(int); int main() { int i = 15; my_f(i); } void my_f(int i) { int j[2] = {99, 100}; printf("%d\n", j[-2]); }
我希望j[-2]打印15，但它打印0。有人能解释一下我遗漏了什么吗？我在OS X 10.5.8上使用GCC 4.0.1（是的，我住在岩石下，但这不是重点）。理论上你是对的，但实际上这取决于很多问题。例如，调用约定、操作系统类型和版本，以及编译器类型和版本。Macos 激活记录-C 请考虑下面的程序： #include <stdio.h> void my_f(int); int main() { int i = 15; my_f(i); } void my_f(int i) { int j[2] = {99, 100}; printf("%d\n", j[-2]); },macos,gcc,assembly,x86,abi,Macos,Gcc,Assembly,X86,Abi,我希望j[-2]打印15，但它打印0。有人能解释一下我遗漏了什么吗？我在OS X 10.5.8上使用GCC 4.0.1（是的，我住在岩石下，但这不是重点）。理论上你是对的，但实际上这取决于很多问题。例如，调用约定、操作系统类型和版本，以及编译器类型和版本。 您只能通过查看代码的最终反汇编来明确说明这一点。如果您确实希望在中找到堆栈帧的地址（非零参数尝试将堆栈回溯到父堆栈帧）。这是该函数推送的第一件事的地址，即如果使用-fn编译，则保存的ebp或rbp。如果要修改堆栈上的返回地址，可以使用\uuu
您只能通过查看代码的最终反汇编来明确说明这一点。如果您确实希望在中找到堆栈帧的地址（非零参数尝试将堆栈回溯到父堆栈帧）。这是该函数推送的第一件事的地址，即如果使用
-fn编译，则保存的ebp
或rbp
。如果要修改堆栈上的返回地址，可以使用\uuuu内置\u帧\u地址（0）
的偏移量来修改，但要可靠地读取它，可以使用\uuuuuu内置\u返回\u地址（0）
GCC在通常的x86 ABI中保持堆栈16字节对齐。在返回地址和j[1]
之间很容易出现间隙。从理论上讲，它可以将j[]
放得尽可能低，或者将其优化掉（或者设置为只读静态常量，因为没有任何东西写入它）
如果使用优化编译，i
可能不会存储在任何位置，并且
my\u f（int i）
内联到main
另外，正如@EOF所说，j[-2]
是图表底部下方的两个点。（低地址位于底部，因为堆栈向下生长）。另请注意，上的图表在顶部的地址较低。我的答案中的ASCII图底部的地址较低
如果您使用-O0
编译，那么还有一些希望。在64位代码（gcc和clang的64位构建的默认目标）中，调用约定传递寄存器中的前6个参数，因此内存中唯一的i
将位于main
的堆栈帧中
此外，在AMD64代码中，j[3]
可能是返回地址的上半部分（或已保存的%rbp），如果j[]
放在其中一个没有间隙的下半部分。（指针是64位，int
仍然是32位。）j[2]
，第一个越界元素，将别名到低32位（在英特尔术语中称为低dword，其中“字”是16位。）
这项工作的最大希望是在未优化的32位代码中，
使用没有寄存器参数的调用约定。（例如。另请参见标记wiki）
在这种情况下，堆栈将如下所示：
# 32bit stack-args calling convention, unoptimized code
higher addresses
^^^^^^^^^^^^
| argv |
------------
| argc |
-------------------
| main's ret addr |
-------------------
| ... |
| main()'s local variables and stuff, layout decided by the compiler
| ... |
------------
| i | # function arg
------------ <-- 16B-aligned boundary for the first arg, as required in the ABI
| ret addr |
------------ <--- esp pointer on entry to the function
|saved ebp | # because gcc -m32 -O0 uses -fno-omit-frame-pointer
------------ <--- ebp after mov ebp, esp (part of no-omit-frame-pointer)
unpredictable amount of padding, up to the compiler. (likely 0 bytes in this case)
but actually not: clang 3.5 for example makes a copy of it's arg (`i`) here, and puts j[] right below that, so j[2] or j[5] will work
------------
| j[1] |
------------
| j[0] |
------------
| |
vvvvvvvvvvvv Lower addresses. (The wikipedia diagram is upside-down, IMO: it has low addresses at the top).
因此，gcc将j
放在ebp-16
，而不是我猜的ebp-8
j[4]
获取保存的ebp
i
位于j[6]
，堆栈上还有8个字节
记住，我们在这里学到的只是GCC4.4在-O0
上的作用。没有任何规则规定，j[6]
指的是在任何其他设置上或使用不同的周围代码保存i
副本的位置
如果您想从编译器输出中学习asm，请至少查看-Og
或-O1
中的asm-O0
在每条语句之后都将所有内容存储到内存中，因此它非常嘈杂/臃肿，这使得它更难理解。取决于你想学什么，-O3
很好。显然，您必须编写使用输入参数而不是编译时常量的函数，这样它们就不会进行优化。请参阅（特别是Matt Godbolt的CppCon2017演讲的链接）和tag wiki中的其他链接
如图所示，将i
从arg插槽复制到本地插槽。虽然当它调用printf
时，它会再次从arg插槽复制，而不是从它自己的堆栈帧中复制。如果是64位，地址是8字节，如果int是4字节，则'i
位于-3
。这是理论上的，实际上可能会推迟。更好的方法是使用gdb并打印堆栈内存，以确保更可靠。访问数组的边界外是非常困难的。你不应该对这个项目的产出抱有任何期望program@M.M这是正确的。C标准没有说明任何关于激活记录结构的内容，程序也无法在没有未定义行为的情况下检查这些记录。堆栈上j[0]
和j[1]
的顺序可能不像您所期望的那样。C保证&j[0]<&j[1]
，堆栈向下增长。如果有的话，您“想要”的越界访问位于j[4]
，但正如其他人已经指出的，这是未定义的。您是否试图将此代码用于特定编程目的，或者这只是“我想了解32位OSX代码中的堆栈帧可能是什么样子？”。理论上，IA-32函数调用约定有一个很好的描述，他是不对的：“理论上，他的程序是未定义的，理论上C编程语言标准是这样说的。实际上，对于某些编译器的某些版本，他可能是对的。他最好只打印my_f中各种变量的地址；这将帮助他理解他的特定编译器是如何将变量放入内存的（如果确实是这样的话：标准并不要求它对任何特定变量都这样做）。在课堂教学中，在白板上讲授C和函数调用时，你将解释与此完全相同的堆栈图，这就是我所说的“理论上”的意思。但正如我所说，你不会在现实世界中观察到这一点。对激活记录的理论描述没有错。他的程序访问j[-2]；Apple IA 32位约定（OP使用32位OSX代码）在上有文档记录。如果你想看到他的编译生成的代码，我已经证明了
# 32bit stack-args calling convention, unoptimized code
higher addresses
^^^^^^^^^^^^
| argv |
------------
| argc |
-------------------
| main's ret addr |
-------------------
| ... |
| main()'s local variables and stuff, layout decided by the compiler
| ... |
------------
| i | # function arg
------------ <-- 16B-aligned boundary for the first arg, as required in the ABI
| ret addr |
------------ <--- esp pointer on entry to the function
|saved ebp | # because gcc -m32 -O0 uses -fno-omit-frame-pointer
------------ <--- ebp after mov ebp, esp (part of no-omit-frame-pointer)
unpredictable amount of padding, up to the compiler. (likely 0 bytes in this case)
but actually not: clang 3.5 for example makes a copy of it's arg (`i`) here, and puts j[] right below that, so j[2] or j[5] will work
------------
| j[1] |
------------
| j[0] |
------------
| |
vvvvvvvvvvvv Lower addresses. (The wikipedia diagram is upside-down, IMO: it has low addresses at the top).
my_f:
push ebp #
mov ebp, esp #,
sub esp, 40 #, # no idea why it reserves 40 bytes. clang 3.5 only reserves 24
mov DWORD PTR [ebp-16], 99 # j[0]
mov DWORD PTR [ebp-12], 100 # j[1]
mov edx, DWORD PTR [ebp+0] ###### This is the j[4] load
mov eax, OFFSET FLAT:.LC0 # put the format string address into eax
mov DWORD PTR [esp+4], edx # store j[4] on the stack, to become an arg for printf
mov DWORD PTR [esp], eax # store the format string
call printf #
leave
ret