Mechanisms in Procedures

• Passing control
  • 프로시저를 시작하고, 끝나면 return point로 돌아온다
• Passing Data
  • 프로시저의 인수에 값을 넣어주고, 값을 받아온다.
• Memory Management
  • 프로시저 실행 중 메모리 할당
  • 리턴시 해제

x86-64(64bit) Stack

Region of memory, managed with stack discipline

• Bottom과 Top 존재
  • Top의 위치 : stack pointer %rsp
• 스택은 더 낮은 주소 쪽으로 쌓인다.
  • 즉 %rsp는 가장 낮은 주소이며, Top 원소의 위치인 것이다.
• instructions
  1. PUSH
     • pushq src %rsp를 8 감소 %rsp에 src 입력
  2. POP
     • popq dst %rsp의 값 읽음 %rsp 8 증가 읽은 값을 dst에 입력

Example

void multstore(long x, long y, long *dest){
	long t = mult2(x,y);
	*dest = t;
}
long mult2(long a, long b){
	long s = a*b;
	return s;
}

in Assembly:

0000000000400540 <multstore>:
  //x in %rdi, y in %rsi, dest in %rdx
	400540: push %rbx              
	400541: mov %rdx, %rbx         //dest를 rbx에 저장: rdx는 아래 호출에서 또 필요!
	400544: callq 400550<mult2>    //아래 함수 실행
  //t in %rax
	400549: mov %rax, (%rbx)       //계산된 a*b를 *dest에 저장
	40054c: pop %rbx
	40054d: retq
000000000040550 <mult2>
  //a in %rdi, b in %rsi
	400550: mov %rdi, %rax         //rax에 a가 들어감
	400553: imul %rsi, %rax        //a*b를 rax에 저장
  //s in %rax
	400557: retq

• Passing control
  • 400544: callq 400550<mult2> 호출되면
    1. %rsp가 한칸 내려온다
    2. %rsp에 함수 다음 명령, 즉 400549가 들어간다.
    3. 동시에 %rip에 400550이 들어간다
  • %rip에 400550이 있으므로 아래의 함수를 실행한다.
  • 함수가 끝나면 400557: retq가 되어 스택에서 POP 한다.
    1. %rsp가 한칸 올라간다
    2. 이때 %rsp에 있던 400549가 %rip에 들어간다.
  • 함수가 끝나고 난 뒤의 코드를 실행한다.

Stack Frame

• Contents
  • return information
  • [local storage], [temporary space]
• call 되면 스택에 공간 할당하고 push
• ret 되면 스택에서 공간 해제하고 pop
• rbp는 스택 프레임 시작점 저장 push %rbp mov %rsp, %rbp … pop %rbp
• 스택 프레임에는 각 함수 호출이 각자의 공간을 가짐을 의미한다.

• Caller, callee stack frame structure
  • Caller
    • return address(pushed by call instruction; 다음 명령 주소)
    • 7 이상의 함수 인수들
  • Callee
    • [optional] frame pointer %rbp 스택프레임에 추가되기 직전의 rsp를 저장해 놓는다. old frame pointer이라고도 한다.
    • saved registers(이전에 저장된 값들)
    • local variables(register에 전부 안들어간다면)
    • [optional] argument build 함수 인수들