为什么该程序的 32 位和 64 位编译版本以这种方式填充内存？

Question

我试图更好地理解堆栈和堆是如何工作的。 在比较同一程序的 32 位和 64 位编译版本时，我遇到了一个障碍。 在这两种情况下，我都使用了 guest Fedora 15 VM（32 位和 64 位）、gcc 用于编译、gdb 用于调试以及相同的主机硬件。 该程序非常简单，如下所示：

###C 程序

void function(int a, int b, int c, int d){
    int value;
    char buffer[10];

    value = 1234;
    buffer[0] = 'A';
}

int main(){
    function(1, 2, 3, 4);
}

为了节省篇幅，我省略了程序的汇编转储；但是，如果有人认为这可以帮助他们回答我的问题，我很乐意将其包括在内。

###32位编译程序：

参数 4 (0xbffff3e4)、3 (0xbffff3e0)、2 (0xbffff3dc) 和 1 (0xbffff3d8) 首先被压入堆栈。 接下来，函数（）调用之后的指令位置（或返回地址）被放置在堆栈上（0x080483d1）。 接下来，前一个堆栈的基指针的值 (0xbffff3e8) 被压入堆栈。

(gdb) x/16xw $esp
0xbffff3c0: 0x00000000  0x410759c3  0x4105d237  0x00000000
0xbffff3d0: 0xbffff3e8  0x080483d1  0x00000001  0x00000002//pointers
0xbffff3e0: 0x00000003  0x00000004  0x00000000  0x4105d413//followed by params
0xbffff3f0: 0x00000001  0xbffff484  0xbffff48c  0x41040fc4

###64位编译程序：

但是；这里看不到值 4、3、2 和 1。 无论我查看堆栈的多远，我所能看到的都是返回地址（0x4004ae）和前一个堆栈帧的基指针（0x7fffffffe210）。

(gdb) x/16xg $rsp
0x7fffffffe200: 0x00007fffffffe210  0x00000000004004ae //pointers
0x7fffffffe210: 0x0000000000000000  0x00000036d042139d
0x7fffffffe220: 0x0000000000000000  0x00007fffffffe2f8
0x7fffffffe230: 0x0000000100000000  0x0000000000400491
0x7fffffffe240: 0x0000000000000000  0x7ade47f577d82f75
0x7fffffffe250: 0x0000000000400390  0x00007fffffffe2f0
0x7fffffffe260: 0x0000000000000000  0x0000000000000000
0x7fffffffe270: 0x8521b80ab3982f75  0x7ab3e77151682f75

###带有打印语句的64位编译程序：

现在，添加简单的打印语句后：

printf("%d, %c\n", flag, buffer[0]);

在 function() 中，我可以看到任性的参数（见下文，0x7fffffffe1e0-0x7fffffffe1ec）。  我还可以看到前一个堆栈帧的基指针 0x7fffffffe210（在 0x7fffffffe200 中）和返回地址 0x400520（在 0x7fffffffe208 中）。  我相信它是由于新的打印声明而改变的。  

为什么在这种情况下，如果没有 print 语句，4、3、2 和 1 是不可见的？ gcc 编译器的 64 位实现是否足够智能，不会“浪费”从未使用过的参数和局部变量的内存？

(gdb) x/16xg $rsp
0x7fffffffe1e0: 0x0000000300000004  0x0000000100000002 //parameters
0x7fffffffe1f0: 0x0000000000000000  0x00000000004003e0
0x7fffffffe200: 0x00007fffffffe210  0x0000000000400520 //pointers
0x7fffffffe210: 0x0000000000000000  0x00000036d042139d
0x7fffffffe220: 0x0000000000000000  0x00007fffffffe2f8
0x7fffffffe230: 0x0000000100000000  0x0000000000400503
0x7fffffffe240: 0x0000000000000000  0xd3c0c92559feaed9
0x7fffffffe250: 0x00000000004003e0  0x00007fffffffe2f0

最后，为什么 32 位操作系统将参数 4、3、2 和 1 放置在堆栈中比前面提到的指针

更高。 为什么 64 位操作系统将参数lower放置在堆栈中而不是所述指针？我的印象是传递的参数总是首先放置在堆栈中（因此，将位于更大值的内存地址中）因为堆栈向较小的地址增长）。然后是保存的基指针和返回地址（因此基指针可以重置为其先前的值，并且可以返回调用函数）。 这是我在 32 位编译代码中观察到的行为，但不是 64 位版本。 我有什么误解吗？ 我很感激对此事的任何见解，如果我的问题不清楚，我深表歉意。 请让我知道任何可以更简洁的方式（或者如果我在任何时候实际上不正确）。

Answer 1

64 位 ABI 与 32 位 ABI 有很大不同：在 64 位世界中，参数通常在寄存器中传递，而不是在堆栈上传递。

在添加 printf()

之前，您在堆栈上找不到参数，因为前（最多）6 个整数或指针参数在寄存器中传递（按顺序

%rdi

、

%rsi

、

%rdx

， 

%rcx

、

%r8

、

%r9

）。  

添加 

printf()

后，它们可能会在寄存器内容为

printf()

 调用而打乱的过程中保存在堆栈上 - 看一下程序集；一旦您知道 ABI 是什么样子，它可能就很明显了。