Warum wird der Wert von EDX beim Aufruf von printf überschrieben?

Question

Ich habe eine einfache Montage Programm geschrieben:

section .data 
str_out db "%d ",10,0 
section .text 
extern printf 
extern exit 
global main 
main: 

MOV EDX, ESP 
MOV EAX, EDX 
PUSH EAX 
PUSH str_out 
CALL printf 
SUB ESP, 8 ; cleanup stack 
MOV EAX, EDX 
PUSH EAX 
PUSH str_out 
CALL printf 
SUB ESP, 8 ; cleanup stack 
CALL exit 

Ich bin der NASM Assembler und der GCC die Objektdatei in eine ausführbare Datei auf Linux zu verknüpfen.

Im Wesentlichen setzt dieses Programm zuerst den Wert des Stapelzeigers in das Register EDX und druckt dann den Inhalt dieses Registers zweimal. Nach dem zweiten printf-Aufruf stimmt der Wert für das stdout jedoch nicht mit dem ersten überein.

Dieses Verhalten scheint seltsam. Wenn ich jede Verwendung von EDX in diesem Programm durch EBX ersetze, sind die ausgegebenen Ganzzahlen wie erwartet identisch. Ich kann nur folgern, dass EDX irgendwann während des printf-Funktionsaufrufs überschrieben wird.

Warum ist das der Fall? Und wie kann ich sicherstellen, dass die Register, die ich in Zukunft benutze, nicht mit den C-lib-Funktionen kollidieren?

Answer 1

Nach dem x86 ABI, EBX, ESI, EDI und EBP sind Rufenen-save-Register und EAX, ECX und EDX sind Anrufer-Save-Register.

Dies bedeutet, dass Funktionen die vorherigen Werte EAX, ECX und EDX frei verwenden und zerstören können. Sichern Sie deshalb vor dem Aufruf von Funktionen die Werte EAX, ECX, EDX, wenn sich deren Werte nicht ändern sollen. Es ist was "caller-save" bedeutet.

Oder besser, verwenden Sie andere Register für Werte, die Sie nach einem Funktionsaufruf noch benötigen. Push/Pop von EBX am Anfang/Ende einer Funktion ist viel besser als Push/Pop von EDX innerhalb einer Schleife, die einen Funktionsaufruf macht. Wenn möglich, verwenden Sie Call-Clob-Register für Temporary, die nach dem Aufruf nicht benötigt werden. Werte, die bereits im Speicher sind, also nicht geschrieben werden müssen, bevor sie erneut gelesen werden, sind auch billiger zu verschütten.

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Seit EBX, ESI, EDI und EBP sind Rufenen Spar Register, haben Funktionen, die Werte auf die ursprüngliche für alle diejenigen, die sie ändern, vor der Rückkehr wieder herzustellen.

ESP wird auch auf Abruf gespeichert, aber Sie können dies nicht durcheinander bringen, es sei denn, Sie kopieren die Absenderadresse irgendwo. Nicht übereinstimmender Call/ret ist für die Leistung schlecht, weil moderne CPUs einen Rücksprungadressen-Prädiktor verwenden.

Answer 2

Die ABI für die Zielplattform (z. B. 32bit x86 Linux) definiert, welche Register von Funktionen verwendet werden können, ohne zu speichern. (Wenn Sie möchten, dass sie während eines Anrufs erhalten bleiben, müssen Sie dies selbst tun).

Links zu ABI docs für Windows und Nicht-Fenster, 32 und 64-Bit, bei https://stackoverflow.com/tags/x86/info

einige Registern, die über Anrufe (erhältlich als Scratch-Register) nicht beibehalten werden, bedeuten Funktionen kleiner sein können. Einfache Funktionen können oft vermeiden, push/pop speichern/Wiederherstellungen. Dies verringert die Anzahl der Anweisungen und führt zu schnellerem Code.

Es ist wichtig, einige von jedem zu haben: den ganzen Staat in den Speicher über Anrufe verschütten würde den Code von Nicht-Blatt-Funktionen aufgebläht, und verlangsamen Dinge vor allem. in Fällen, in denen die aufgerufene Funktion nicht alle Register berührt hat.