Question

我正在自学，编译器是如何工作的。我正在学习从小型64位Linux程序中读取 GCC 生成的代码的反汇编。

我写了这个 C 程序：

#include <stdio.h>

int main()
{
    for(int i=0;i<10;i++){
        int k=0;
    }
}

使用objdump之后我得到：

00000000004004d6 <main>:
  4004d6:       55                      push   rbp
  4004d7:       48 89 e5                mov    rbp,rsp
  4004da:       c7 45 f8 00 00 00 00    mov    DWORD PTR [rbp-0x8],0x0
  4004e1:       eb 0b                   jmp    4004ee <main+0x18>
  4004e3:       c7 45 fc 00 00 00 00    mov    DWORD PTR [rbp-0x4],0x0
  4004ea:       83 45 f8 01             add    DWORD PTR [rbp-0x8],0x1
  4004ee:       83 7d f8 09             cmp    DWORD PTR [rbp-0x8],0x9
  4004f2:       7e ef                   jle    4004e3 <main+0xd>
  4004f4:       b8 00 00 00 00          mov    eax,0x0
  4004f9:       5d                      pop    rbp
  4004fa:       c3                      ret    
  4004fb:       0f 1f 44 00 00          nop    DWORD PTR [rax+rax*1+0x0]

现在我有些疑惑。

到底是什么 NOP ，为什么会出现？（取向？）
我正在使用gcc -Wall <program.c>进行编译。为什么我没有收到警告control reaches end of non-void function？
为什么编译器不会在sub rsp,0x10的堆栈上分配空间？为什么不使用rbp寄存器来引用本地堆栈数据？

PS：如果我在printf循环中调用函数（如for），为什么编译器会突然生成sub rsp,0x10？为什么它仍然使用rsp寄存器引用本地数据。我希望生成的代码使用rbp引用本地堆栈数据！

Answer 1

关于第二个问题，由于C99标准允许sigmoid_cross_entropy_with_logits函数中没有明确的return 0，编译器将隐式添加它。请注意，这仅适用于main函数，不包含其他函数。

关于第三个问题，main注册表充当frame pointer。

最后是PS。被调用的函数可能正在使用rbp字节（16）来传递给函数的参数。减法是＆＃34;删除＆＃34;来自堆栈的那些变量。它可能是你作为参数传递的两个指针吗？

如果您认真学习编译器的工作原理，并且可能想创建自己的编程器（很有趣！:)，那么我建议您投资一些关于理论和实践的书籍。它。 The dragon book是任何程序员书架的绝佳补充。

Answer 2

ret之后的任何内容都不能成为代码。解码为nop表示＆＃34;没有操作＆＃34;

第二点是编译器检测到你离开main函数而没有返回值，它插入return 0（仅为main定义）。

rbp寄存器，bp含义＆＃34; Base Pointer＆＃34;，指向当前函数的堆栈帧。函数调用通常会导致函数条目保存rbp并使用rsp的当前值rbp。获取/存储函数参数和局部变量是相对于rbp完成的。

<小时/> 我认为你的第三个问题需要更多关注，＆＃34; 为什么编译器不会在sub rsp,0x10的堆栈上分配空间？为什么它不使用rbp寄存器来引用本地堆栈数据？＆＃34;

实际上，编译器会在堆栈上分配空间。但它并没有改变stackpointer。它可以做到这一点，因为功能不会调用其他功能。它只使用了当前sp下方的空间（堆栈向下增长），并使用rbp来访问i（[rbp-0x8]）和k（{{1 }}）。

<小时/> 我必须添加以下注释：不调整[rbp-0x4]使用局部变量似乎不是中断安全，因此编译器依赖于硬件在发生中断时自动切换到系统堆栈。否则，出现的第一个中断会将指令指针推入堆栈并覆盖局部变量。

Compiler using local variables without adjusting RSP

解决了中断问题

Answer 3

是的，nop用于对齐。编译器对不同长度的填充使用不同的指令，因为他们知道现代CPU将预先取出并解码几条指令。
正如其他人所说，如果没有明确的return语句（参见C99 TC3中的5.1.2.2.3），C99标准默认从main（）返回0，因此不会发出警告。 / p>
64-bit System V Linux ABI在当前堆栈指针下面保留一个128字节的“红色区域”，叶子函数（不调用任何其他函数的函数 - 而你的main（）就是这样）可以使用对于局部变量和其他临时值而不必使用sub rsp / add rsp。所以rbp == rsp。

对于PS：当你在for（）循环（或main（）中的任何地方）调用函数时，main（）不再是叶函数，因此编译器不能再使用红色区域。这就是为什么它使用sub rsp，0x10在堆栈上分配空间。但是，它知道rsp和rbp之间的关系，所以它可以在访问数据时使用。

编译器：了解从小程序生成的汇编代码

3 个答案: