アセンブラを出力して遊ぶ

簡単なプログラムをアセンブラで出力して、スタックの動きを追ってみます。簡単なプログラムですが、結構面白いです。環境は、Ubuntu、gcc 4.4.3です。

　まず、Cのソースコード（test.c）。

view plainprint?

1. #include <stdio.h>  
2.   
3. main()  
4. {  
5.   int i, j, k;  
6.   
7.   i = 1;  
8.   j = 2;  
9.   k = i + j;  
10.   printf("%d %d %d\n", i, j, k);  
11. }  

#include <stdio.h>

main()
{
  int i, j, k;

  i = 1;
  j = 2;
  k = i + j;
  printf("%d %d %d\n", i, j, k);
}

　そして、アセンブラ（test.s）。

$ gcc -S test.c

でアセンブラのコードを出力できます。

view plainprint?

1.     .file    "test.c"  
2.     .section    .rodata  
3. .LC0:  
4.     .string    "%d %d %d\n"  
5.     .text  
6. .globl main  
7.     .type    main, @function  
8. main:  
9.     pushl    %ebp  
10.     movl    %esp, %ebp  
11.     andl    $-16, %esp  
12.     subl    $32, %esp  
13.     movl    $1, 28(%esp)  
14.     movl    $2, 24(%esp)  
15.     movl    24(%esp), %eax  
16.     movl    28(%esp), %edx  
17.     leal    (%edx,%eax), %eax  
18.     movl    %eax, 20(%esp)  
19.     movl    $.LC0, %eax  
20.     movl    20(%esp), %edx  
21.     movl    %edx, 12(%esp)  
22.     movl    24(%esp), %edx  
23.     movl    %edx, 8(%esp)  
24.     movl    28(%esp), %edx  
25.     movl    %edx, 4(%esp)  
26.     movl    %eax, (%esp)  
27.     call    printf  
28.     leave  
29.     ret  
30.     .size    main, .-main  
31.     .ident    "GCC: (Ubuntu 4.4.3-4ubuntu5) 4.4.3"  
32.     .section    .note.GNU-stack,"",@progbits  

    .file    "test.c"
    .section    .rodata
.LC0:
    .string    "%d %d %d\n"
    .text
.globl main
    .type    main, @function
main:
    pushl    %ebp
    movl    %esp, %ebp
    andl    $-16, %esp
    subl    $32, %esp
    movl    $1, 28(%esp)
    movl    $2, 24(%esp)
    movl    24(%esp), %eax
    movl    28(%esp), %edx
    leal    (%edx,%eax), %eax
    movl    %eax, 20(%esp)
    movl    $.LC0, %eax
    movl    20(%esp), %edx
    movl    %edx, 12(%esp)
    movl    24(%esp), %edx
    movl    %edx, 8(%esp)
    movl    28(%esp), %edx
    movl    %edx, 4(%esp)
    movl    %eax, (%esp)
    call    printf
    leave
    ret
    .size    main, .-main
    .ident    "GCC: (Ubuntu 4.4.3-4ubuntu5) 4.4.3"
    .section    .note.GNU-stack,"",@progbits

　いろいろ分かることがあります。

　まず、スタックのアドレスが番地の大きい方から小さいほうへと広がっているところです。これはx86マシンでは共通だと昔聞いたことがあります。

　それから、andl $-16, %esp があるので、16byteのaddress alignmentを使っているようです。FFFFFFF0でマスキングして16の倍数になる次の数をスタックポインタに代入しています。これだとベースポインタとスタックポインタの整合性があわないようにみえるんですけど、結局ベースポインタ使ってないし、リターンする時ベースポインタをスタックポインタに戻す処理も省略されてるので別にいいような気もします。

　意外だったのは、スタック内の変数にスタックポインタからの差分でアクセスしているところです。スタックポインタは実行時に移動するから、ベースポインタからの差分で変数にアクセスするのが普通かと思いましたが、そうでもないみたいです。

　あと、最後にprintfの可変長引数のところの仕組みがおもしろいです。第一引数の%dが3つあるんで、第一引数をpopしたあと、3回popすればいいんですねー。当然といえば当然ですが、実際コード上でみるとちょっとした感動がありました。printfがcallされるときのstackの状態は下のようになっています。