3.7 过程

3.7 过程

3.7.1 运行时栈

• x86-64的栈向低地址方向增长，栈指针%rsp指向栈顶元素。减小栈指针分配空间，增加栈指针释放空间
• 当x86-64过程需要的存储空间超出寄存器存放大小，就会在栈上分配空间（栈帧）
• 许多函数不需要栈帧（所有局部变量都保存在寄存器，不调用其他函数）（树结构中的叶子过程）

3.7.2 转移控制

P->Q：call push A（P指令后的地址），PC设为Q；ret pop A，把PC设为A

3.7.3 数据传送

x86-64中，寄存器最多传递6个整型参数，超过部分栈传递

3.7.4 栈上的局部存储

• 局部数据必须存放在内存的情况
  • 寄存器不够存放所有本地数据
  • 对局部变量使用地址运算符‘&’，因此必须能够为它产生一个地址
  • 某些局部变量是数组或结构，因此必须能够通过数组或结构引用被访问到

3.7.5 寄存器中的局部存储空间

• 寄存器组是唯一被所有过程共享的资源
• 被调用者保存寄存器：%rbx、%rbp和%r12~%r15
• 调用者保存寄存器：除了栈指针%rsp

3.7.6 递归过程

3.8 数组分配和访问

3.8.1 基本原则

T A[N]

• L：T的大小（字节）
• A：数组开头指针，值为$x_A$
• 元素i：存放在地址为$x_A+L·i$的地方

3.8.2 指针运算

• &：指针
• *：间接引用指针（值）
• Expr与- &Expr等价

3.8.3 嵌套的数组

• 数组元素在内存中按照“行优先”的顺序排列
• T D[R][C]
  • D[i][j]的内存地址：&D[i][j] = $x_D$+L(C·i+j)
  • L：数据类型T大小（字节）

3.8.4 定长数组

3.8.5 变长数组

3.9 异质的数据结构

3.9.1 结构

3.9.2 联合

3.9.3 数据对齐

3.10 在机器级程序中将控制与数据结合起来

3.10.1 理解指针

• 每个指针都对应一个类型。例：
  • int *ip：int类型指针
  • char **cpp：char*类型指针
• 每个指针都有一个值(类型对象的地址)。NULL(0)值表示没指向任何地方
• 指针用&运算符创建
  • lvalue：可以出现在赋值语句左边的表达式
  • 这个运算符可以应用到lvalue类的C表达式上
  • 机器代码常常用leaq指令(计算内存引用地址)实现
• *操作符用于间接引用指针
  • 结果是一个值
  • 用内存引用实现：要么是存储到指定地址，要么是从指定地址读取
• 数组与指针紧密联系
  • 数组名字可以像指针变量一样引用但不能修改
  • 数组引用(a[3])与指针运算和间接引用(*(a + 3))有一样的效果
    • 数组引用和指针运算都需要用对象大小对偏移量进行伸缩
    • 当我们写表达式p + i,这里指针p的值为$p$,得到的地址计算为$p+L·i$，$L$是与p相关联的数据类型的大小
• 指针也可以指向函数(值是该函数机器代码表示中第一条指令的地址)
  1. 定义函数：
     int fun(int x,int *p);
  2. 声明指针并赋值：

     1 2	int (*fp)(int,int *);//括号是必须的，防止被解读成(int *) fp(int,int *); fp = fun;

  3. 调用：

     1 2	int y = 1; int result = fp(3,&y);

3.10.2 应用：使用GDB调试器

3.10.3 内存越界引用和缓冲区溢出

3.10.4 对抗缓冲区溢出攻击

1. 栈随机化
2. 栈破坏检测
3. 限制可执行代码区域

3.10.5 支持变长栈帧

3.11 浮点代码