函数栈帧与BP寄存器

让我们写一段简单的代码来分析

#include <stdio.h>

void foo() {
    int a = 1;
    int b = 2;
    int c = 3;
    printf("%p\n", &a);
}


int main(int argc, char const *argv[])
{
    foo();
    return 0;
}

通过GDB调试，我们可以查看寄存器和汇编代码，方便我们理解
这里我们在main，foo函数加上断点

(gdb) b main
Breakpoint 1 at 0x4011da: file test_rbp.c, line 13.
(gdb) b foo
Breakpoint 2 at 0x40119d: file test_rbp.c, line 4.

通过layout split命令同时查看源码和汇编代码

image.png

通过run命令，首先进入main函数，查看此时的rbp寄存器存储的地址为0x7ffe5bd314a0
通过continue命令，继续执行
进入foo函数停下，查看此时的rbp为0x7ffe5bd31480
查看rbp这个地址存储的内容为0x7ffe5bd314a0，正好是main函数的基地址，由此我们可以得出，栈帧的基地址里存储的是上一个函数的基地址，以便在函数返回时恢复bp寄存器。

image.png

我们从汇编代码还可以看出，a的地址为%rbp-0xc，b的地址为%rbp-4，c的地址为%rbp-8
因为栈帧的地址由高地址向低地址扩展，所以这里是减法。这里我们也可以发现，栈帧里的参数顺序与代码中的顺序是不一致的。
由此，我们可以构造出foo函数的栈帧结构。

High Address
           +-----------------+ 
           |  上一个函数的返回地址 |  
           +-----------------+ <--- BP + 8
           |  上一个函数的BP   |  
           +-----------------+ <--- BP (Base Pointer)
           |  b              |
           +-----------------+ <--- BP - 4
           |  c              |
           +-----------------+ <--- BP - 8
           |  a              |
           +-----------------+ <--- BP - c
           |    ...          |
           +-----------------+
           |                 |
           |    未使用的空间   |
           |                 |
           +-----------------+
           
Low Address