1.说明

栈帧: 栈帧是指为一个函数调用单独分配的那部分栈空间。比如,当运行中的程序调用另一个函数时,就要进入一个新的栈帧,原来函数的栈帧称为调用者的帧,新的栈帧称为当前帧。被调用的函数运行结束后当前帧全部收缩,回到调用者的帧。

不管是较早的帧,还是调用者的帧,还是当前帧,它们的结构是完全一样的,因为每个帧都是基于一个函数,帧随着函数的生命周期产生、发展和消亡。这里用到了两个寄存器,%ebp是基址指针(base pointer),它总是指向当前帧的底部;%esp是栈指针(stack pointer),它总是指向当前帧的顶部。

a.执行函数前(已经调用)(prologue):

将参数逆序压入堆栈(这样在使用%ebp+偏移量来访问参数时,可以不考虑参数的数量,直接用%ebp+8[, %ebp+12...]等访问第1个至第N个参数)

pushl $3                  # push the n  parameter
pushl $2                  # push the secondary parameter
pushl $1                  # push the first parameter
call fun                  #
参数n
.
.
.
参数(3):
参数(2):
参数(1):
返回地址:                  <----esp

保存原来的%ebp至栈中

pushl %ebp
.
参数3:
参数2:
参数1:
返回地址:
%ebp(原)                    <----esp

将现在的%ebp(%ebp应该始终指向当前栈的底部)赋值为%esp

movl %esp,%ebp
参数3:
参数2:
参数1:
返回地址:
%ebp(原)                    <----esp  <----ebp

创建空间(下移%esp指针)用于保存局部变量

subl $8,%esp
参数3:
参数2:
参数1:
返回地址:
%ebp(原)                    <----ebp
|
|                           <----esp

b.执行函数(body):

执行函数体,根据%ebp以及偏移量来访问函数的参数,%esp随着函数的执行动态变化。

c.返回(epilogue):

保存返回值至%eax

movl -n(%ebp), %eax

丢弃创建的空间(将%esp指针移至当前%ebp)

movl %ebp, %esp
参数3:
参数2:
参数1:
返回地址:
%ebp(原)                     <----ebp    <----esp
|
|

弹出%ebp的旧值装入现在%ebp中(恢复了调用者的栈帧,%ebp指向调用者的栈帧栈底)

popl %ebp
参数3:
参数2:
参数1:
返回地址:                <----esp
|
|
|

ret指令通过把返回地址从堆栈中弹出到程序计数器,从而从该函数返回

ret

2.实例

一个计算2^3+5^2的程序,定义了函数power

# in order to: show the function that can get the answer of x**n how work
#              and get the result of 2**3+5**2
#
#
# variable: all variable in register, so .data is null
#

    .section .data

    .section .text

    .globl _start

_start:
    pushl $3                  # push the secondary parameter
    pushl $2                  # push the first parameter

    call power                #

    addl $8, %esp             # stack pointer move afterwards

    pushl %eax                # save the first result from eax

    pushl $2                  # push the secondary parameter
    pushl $5                  # push the first parameter

    call power

    addl $8, %esp             # stack pointer move afterwards

    popl %ebx                 # pop the first result to ebx
                              # and the secondary result has in eax

    addl %eax, %ebx           # ebx = eax + ebx

    movl $1, %eax             # '1' is the linux system call exit() code
                              # ebx save the number to back
    int $0x80

#
# in order to: function to get the result of x**n
#
# input: first parameter - n
#        secondary parameter - x
#
# output: getback variable in %eax
#
# variable: %ebx - x
#           %ecx - 3
#
#           -4(%ebp) -  save current number
#           %eax - save temp number

    .type power, @function
power:
    pushl %ebp                # save the old base pointer
    movl %esp, %ebp           # set base pointer to stack pointer
    subl $4, %esp             # save space for locat save
                              #
                              # n              <--12(%ebp)
                              # x              <--8(%ebp)
                              # backadress
                              # oldebp         <--(%ebp)
    movl 8(%ebp), %ebx        # x              <--(%esp) -4(%ebp)
    movl 12(%ebp), %ecx       #

    movl %ebx, -4(%ebp)       # save current result

power_loop_start:
    cmpl $1, %ecx             #
    je end_power              #
    movl -4(%ebp), %eax       #
    imull %ebx, %eax          #
    movl %eax, -4(%ebp)       #

    decl %ecx                 # ecx-=1
    jmp power_loop_start      #

end_power:
    movl -4(%ebp), %eax       # backnumber in %eax
    mov %ebp, %esp            #
    popl %ebp                 #
    ret                       #
$ as --32 power.asm -o power.o
$ ld -m elf_i386 -s -o power power.o
$ ./power
$ echo $?
33