c - 字符串在栈上的分配

Question

我在堆栈上分配了 12 个字符字符串，或者说它是 12 个字节。

使用 gdb(在 Linux 下)反汇编表明，为了在堆栈上为字符串分配空间，esp 移动了 -24(在堆栈下)。

push   %ebp
mov    %esp,%ebp
sub    $0x18,%esp

为什么移动24(0x18)？

Answer 1

如果您的函数调用其他函数，其中一些可能是传出参数的空间；其中一些可能是溢出寄存器的值的临时空间；其中一些可能是填充。这将非常依赖于编译器版本和优化标志。

下面是一些简单的废话代码来说明:

extern int foo(int a, int b);

int bar(int c)
{
    char s[12];

    s[0] = foo(c, 123);
    return 456;
}

这里是在 Debian Lenny 机器上使用 gcc 4.3.2 编译的，没有优化:

bar:
    pushl   %ebp
    movl    %esp, %ebp
    subl    $24, %esp
    movl    $123, 4(%esp)
    movl    8(%ebp), %eax
    movl    %eax, (%esp)
    call    foo
    movb    %al, -12(%ebp)
    movl    $456, %eax
    leave
    ret

与您的代码一样，它分配了 24 个字节。以下是它们的用途:

     Stack while running bar()
    :                         :
    +-------------------------+
    | incoming parameter: c   | 8(%ebp)
    +-------------------------+            ---
    | return address          | 4(%ebp)     ^
    +-------------------------+             |
    | old %ebp                | (%ebp)      |
    +-------------------------+             |  bar()'s stack
    | s[8]..s[11]             | -4(%ebp)    | frame: 32 bytes
    +-------------------------+             |
    | s[4]..s[7]              | -8(%ebp)    |
    +-------------------------+             |
    | s[0]..s[3]              | -12(%ebp)   |
    +-------------------------+             |     Stack while running foo()
    | (unused)                | 8(%esp)     |    :                         :
    +-------------------------+             |    +-------------------------+
    | outgoing parameter: 123 | 4(%esp)     |    | incoming parameter: b   |
    +-------------------------+             |    +-------------------------+
    | outgoing parameter: c   | (%esp)      v    | incoming parameter: a   |
    +-------------------------+            ---   +-------------------------+
                                                 | return address          |
                                                 +-------------------------+
                                                 | old %ebp                |
                                                 +-------------------------+
                                                 : locals for foo()        :

一些实验表明，如果增加s[]，它会占用未使用的空间；例如如果它是 13 个字节，则堆栈帧大小相同，但 s[] 将提前一个字节开始(在 -13(%ebp))- 最多 16字节，其中所有分配的堆栈将实际使用。如果 s 声明为 s[17]，编译器将分配 40 字节的堆栈而不是 24。

这是因为编译器将堆栈帧的总大小(上图左侧的所有内容，传入参数除外，它实际上位于调用者堆栈帧的底部)四舍五入为16 个字节。 (有关 -mpreferred-stack-boundary 选项，请参阅 gcc 文档。)