Question

我目前正在玩gcc，gdb和汇编并尝试理解它。我已经阅读了一些教程并获得了一些关键点。

所以我决定使用一个小的.c文件，查看结果，有些事情并不是很清楚。

这是文件：

#include <stdio.h>

void func1(){
    int x = 8;
    int y = x + 5;
}

void func2(){
    int x = 12;
}

void func3(){
    int x = 10+20;
}

void func4(){
    int x;
    x = 1;
}

void func5(){
    int x;
    int y;

    x = 2;
    y = 1;
}

void func6(){
    int x;
    int y;

    x=15;
    y=6;
    y += x;
}

int main(int argc, char *argv[]) {
    func1();
    func2();
    func3();
    func4();
    func5();
    func6();
    return 20;
}

这些是反汇编结果：

Dump of assembler code for function main:
0x0000000100000f60 <+0> :   push   %rbp
0x0000000100000f61 <+1> :   mov    %rsp,%rbp
0x0000000100000f64 <+4> :   sub    $0x10,%rsp
0x0000000100000f68 <+8> :   movl   $0x0,-0x4(%rbp)
0x0000000100000f6f <+15>:   mov    %edi,-0x8(%rbp)
0x0000000100000f72 <+18>:   mov    %rsi,-0x10(%rbp)
0x0000000100000f76 <+22>:   callq  0x100000ed0 <func1>
0x0000000100000f7b <+27>:   callq  0x100000ef0 <func2>
0x0000000100000f80 <+32>:   callq  0x100000f00 <func3>
0x0000000100000f85 <+37>:   callq  0x100000f10 <func4>
0x0000000100000f8a <+42>:   callq  0x100000f20 <func5>
0x0000000100000f8f <+47>:   callq  0x100000f40 <func6>
0x0000000100000f94 <+52>:   mov    $0x14,%eax
0x0000000100000f99 <+57>:   add    $0x10,%rsp
0x0000000100000f9d <+61>:   pop    %rbp
0x0000000100000f9e <+62>:   retq

Dump of assembler code for function func1:
0x0000000100000ed0 <+0> :   push   %rbp
0x0000000100000ed1 <+1> :   mov    %rsp,%rbp
0x0000000100000ed4 <+4> :   movl   $0x8,-0x4(%rbp)
0x0000000100000edb <+11>:   mov    -0x4(%rbp),%eax
0x0000000100000ede <+14>:   add    $0x5,%eax
0x0000000100000ee3 <+19>:   mov    %eax,-0x8(%rbp)
0x0000000100000ee6 <+22>:   pop    %rbp
0x0000000100000ee7 <+23>:   retq
0x0000000100000ee8 <+24>:   nopl   0x0(%rax,%rax,1)

Dump of assembler code for function func2:
0x0000000100000ef0 <+0> :   push   %rbp
0x0000000100000ef1 <+1> :   mov    %rsp,%rbp
0x0000000100000ef4 <+4> :   movl   $0xc,-0x4(%rbp)
0x0000000100000efb <+11>:   pop    %rbp
0x0000000100000efc <+12>:   retq
0x0000000100000efd <+13>:   nopl   (%rax)

Dump of assembler code for function func3:
0x0000000100000f00 <+0> :   push   %rbp
0x0000000100000f01 <+1> :   mov    %rsp,%rbp
0x0000000100000f04 <+4> :   movl   $0x1e,-0x4(%rbp)
0x0000000100000f0b <+11>:   pop    %rbp
0x0000000100000f0c <+12>:   retq
0x0000000100000f0d <+13>:   nopl   (%rax)

Dump of assembler code for function func4:
0x0000000100000f10 <+0> :   push   %rbp
0x0000000100000f11 <+1> :   mov    %rsp,%rbp
0x0000000100000f14 <+4> :   movl   $0x1,-0x4(%rbp)
0x0000000100000f1b <+11>:   pop    %rbp
0x0000000100000f1c <+12>:   retq
0x0000000100000f1d <+13>:   nopl   (%rax)

Dump of assembler code for function func5:
0x0000000100000f20 <+0> :   push   %rbp
0x0000000100000f21 <+1> :   mov    %rsp,%rbp
0x0000000100000f24 <+4> :   movl   $0x2,-0x4(%rbp)
0x0000000100000f2b <+11>:   movl   $0x1,-0x8(%rbp)
0x0000000100000f32 <+18>:   pop    %rbp
0x0000000100000f33 <+19>:   retq
0x0000000100000f34 <+20>:   data16 data16 nopw %cs:0x0(%rax,%rax,1)

Dump of assembler code for function func6:
0x0000000100000f40 <+0> :   push   %rbp
0x0000000100000f41 <+1> :   mov    %rsp,%rbp
0x0000000100000f44 <+4> :   movl   $0xf,-0x4(%rbp)
0x0000000100000f4b <+11>:   movl   $0x6,-0x8(%rbp)
0x0000000100000f52 <+18>:   mov    -0x4(%rbp),%eax
0x0000000100000f55 <+21>:   mov    -0x8(%rbp),%ecx
0x0000000100000f58 <+24>:   add    %eax,%ecx
0x0000000100000f5a <+26>:   mov    %ecx,-0x8(%rbp)
0x0000000100000f5d <+29>:   pop    %rbp
0x0000000100000f5e <+30>:   retq
0x0000000100000f5f <+31>:   nop

我用以下代码编译：

gcc  -o example example.c

我不清楚一些事情：

如果所有函数结束相同（在代码中，例如返回void），为什么
- func1 以 nopl 0x0（％rax，％rax，1）
- func2＆amp; func3＆amp; func4 以 nopl（％rax）
- func6 以 nop
- func5 以 data16 data16 nopw％cs：0x0（％rax，％rax，1）结束。
究竟 data16 data16 nopw％cs：0x0（％rax，％rax，1）是什么意思？
主要有
- sub $ 0x10，％rsp
- 添加$ 0x10，％rsp
- 这些是为方法中的局部变量分配mem吗？如果是这样的话，为什么它们总是向上舍入到0x10,0x20,0x30 ......这有点浪费？

Answer 1

所有这些nopl 0x0(%rax,%rax,1)等指令都是nop指令的变体。它们用于确保函数的长度为16个字节的倍数。您可能会问为什么他们不只是使用多个0x90（nop）指令。答案是，如果正在执行这些nops，执行一个长的多字节nop（如data16 data16 nopw %cs:0x0(%rax,%rax,1)或nopl (%rax)而不是执行多个短nops的速度稍快一些。当它们出现在函数内部时可以执行Nops;当编译器想要为跳转目标对齐性能时，会生成这样的代码。 nops是由汇编程序生成的，汇编程序不知道哪些nop可能被执行，哪些nop不会执行，因为这通常是不可判定的。

关于堆栈的部分：您正在编译而没有进行优化，您不应该询问在没有优化的情况下生成的奇怪代码。在没有优化的情况下编译时，编译器被指示不聪明，那么为什么期望它节省空间呢？

Answer 2

函数以retq语句结尾。反汇编中显示的操作码对于实际执行来说只是垃圾，但可以在现代预测CPU中预先执行（并丢弃）。你可以保存地忽略它们。有其他具有＆＃34;分支延迟的CPU的指令＆＃34;但是x86没有这个功能。 retq和下一个16字节边界之间的间隙可以自由地让函数从偶数地址开始。这样可以更快地执行。
data16可能意味着有一个16位数据与反汇编程序已知的任何操作码都不匹配。只是忽略它，它不会影响执行。
x86架构允许访问任何地址而不考虑对齐。但访问未对齐变量可能需要多个总线周期才能进行内存访问。堆栈点rsp的对齐表明访问uint64_t只会导致一个总线周期。

从rsp反汇编子和不同的函数返回

2 个答案: