汇编：堆栈与堆？

Question

在x86程序集中，esp是否为堆栈指针而ebp是堆指针？为什么我们有两个数据结构而不只是一个？

esi / edi代表什么？

Answer 1

通常，机器架构上的寄存器不需要专用于任何目的。实际上，通过指定一个支持常用功能的寄存器，该寄存器成为该功能的特殊用途。

在x86上，ESP指针由PUSH / CALL指令和各种中断/陷阱用于存储可恢复状态，例如返回地址。这些在支持编程方面非常有吸引力，因此由编译器和操作系统供应商承诺，ESP基本上不能用于任何其他目的。因为可以从ESP的任意索引引用内存，所以它可以用于管理“堆栈”和当前函数堆栈帧。

然而，变量（当前堆栈帧的本地）相对于ESP的索引偏移量随着程序将值推入并弹出到堆栈并且ESP改变而变化。编译器可以跟踪所有这些，因此可以使用正确的索引偏移量。但是如果你手工编写程序集，你实际上不能可靠地做到这一点，并且更容易拥有一个堆栈框架指针;那么变量的索引偏移量可以是相对于堆栈帧指针的常量。英特尔早期为此目的指定了EBP，甚至还有特殊的索引模式来支持这一点，以及用于构建显示的特殊EBP相关指令（一组指向词法封装堆栈帧的指针，在Algol风格）。

但您/编译器不必为此目的使用EBP。在具有少量寄存器（x86）的机器中，具有另一个空闲寄存器可以帮助生成更小/更紧密的代码。在较旧的CPU上，不使用EBP有一个不同的惩罚：局部变量ESP的索引偏移量往往大于堆栈帧基数的索引偏移量，因此使用EBP作为自由寄存器可以通过更大的偏移量获得更大的程序用于ESP。这在获取指令时很重要。随着指令缓存尽可能好，这几乎不再是一个问题。微软的C编译器（我怀疑是GCC）有一个不使用帧指针的开关，从而放弃了一些程序大小以便更快地编写代码。

堆变量只是那些不在堆栈帧中的变量。您可以使用任何寄存器来访问它们。

某些语言（例如我们的PARLANSE编译器）仅使用堆分配;甚至堆栈帧都是从堆中获取的（并且ESP被设置为分配的空间块的顶部）。

Answer 2

通常，ESP指向堆栈顶部，EBP指向堆栈框架的底部，因此它们都指向堆栈上的地址，而不是堆上的地址。在大多数情况下，并不是完全有必要保持指向堆栈框架底部的指针，因此一些编译器可能只是使用EBP作为另一个通用寄存器。

ESI和EDI是通用寄存器，但有一个例外：字符串指令（例如movs，lods）分别将它们视为源地址和目标地址。

Answer 3

整个内存分为4个部分。代码，数据，堆栈和额外。堆用于多用途存储（如动态分配（malloc等）），而堆栈专门用于指令指针和在调用另一个过程时存储变量（如递归过程中）。数据段用于全局变量和静态变量。

对于ESI / EDI请参阅SO：Purpose of ESI & EDI registers?

上的这个问题

编辑：也看到了这一点：heap vs data segment vs stack allocation

Answer 4

虽然有些内容和行为特定于寄存器xBP，xSI和xDI，但它们并未绑定到任何一个函数。您可以在汇编代码中使用它们。