即使已经为这两种架构定义了明确的 ABI，编译器也不保证会遵守这一点。您可能想知道为什么，原因通常是性能。 就速度而言，将变量传递到堆栈中比使用寄存器更昂贵，因为应用程序需要访问内存来检索它们。这种习惯的另一个例子是编译器如何使用EBP/RBP 寄存器。 EBP/RBP应该是包含frame-pointer的寄存器，也就是栈基地址。堆栈基址寄存器允许轻松访问局部变量。然而，frame-pointer 寄存器经常被用作通用寄存器以提高性能。这避免了保存、设置和恢复帧指针的指令；它还在许多功能中提供了额外的寄存器，这在 X86_32 架构中尤其重要，通常程序都渴望寄存器。主要缺点是使得在某些机器上调试不可能。有关更多信息，请查看 gcc 的 -fomit-frame-pointer 选项。
x86_32 和 x86_64 之间的调用函数比较不同。最相关的区别是 x86_64 尝试使用通用寄存器来传递函数参数，并且只有当没有可用的寄存器或参数大于 80 字节时，它才会使用堆栈。
我们从 x86_32 ABI 开始，我稍微改变了你的例子：
#include <stdio.h>
#include <stddef.h>
#include <stdint.h>
#if defined(__i386__)
#define STACK_POINTER "ESP"
#define FRAME_POINTER "EBP"
#elif defined(__x86_64__)
#define STACK_POINTER "RSP"
#define FRAME_POINTER "RBP"
#else
#error Architecture not supported yet!!
#endif
void foo(int i,int j,int k)
{
int a =20;
uint64_t stack=0, frame_pointer=0;
// Retrieve stack
asm volatile(
#if defined (__i386__)
"mov %%esp, %0\n"
"mov %%ebp, %1\n"
#else
"mov %%rsp, %0\n"
"mov %%rbp, %1\n"
#endif
: "=m"(stack), "=m"(frame_pointer)
:
: "memory");
// retrieve paramters x86_64
#if defined (__x86_64__)
int i_reg=-1, j_reg=-1, k_reg=-1;
asm volatile ( "mov %%rdi, %0\n"
"mov %%rsi, %1\n"
"mov %%rdx, %2\n"
: "=m"(i_reg), "=m"(j_reg), "=m"(k_reg)
:
: "memory");
#endif
printf("%s=%p %s=%p\n", STACK_POINTER, (void*)stack, FRAME_POINTER, (void*)frame_pointer);
printf("%d, %d, %d\n", i, j, k);
printf("%p\n%p\n%p\n%p\n",&i,&j,&k,&a);
#if defined (__i386__)
// Calling convention c
// EBP --> Saved EBP
char * EBP=(char*)frame_pointer;
printf("Function return address : 0x%x \n", *(unsigned int*)(EBP +4));
printf("- i=%d &i=%p \n",*(int*)(EBP+8) , EBP+8 );
printf("- j=%d &j=%p \n",*(int*)(EBP+ 12), EBP+12);
printf("- k=%d &k=%p \n",*(int*)(EBP+ 16), EBP+16);
#else
printf("- i=%d &i=%p \n",i_reg, &i );
printf("- j=%d &j=%p \n",j_reg, &j );
printf("- k=%d &k=%p \n",k_reg ,&k );
#endif
}
int main()
{
foo(1,2,3);
return 0;
}
foo 使用 ESP 寄存器指向栈顶。 EBP 寄存器充当“基指针”。所有参数都以相反的顺序推入堆栈。 main 传递给 foo 的参数和 foo 中的局部变量都可以作为基指针的偏移量来引用。调用 foo 后，堆栈应如下所示：。
假设编译器正在使用堆栈指针，我们可以通过将 4 字节的偏移量求和到 EBP 寄存器来访问函数参数。请注意，第一个参数位于偏移量 8 处，因为 call 指令将调用函数的返回地址压入堆栈。
printf("Function return address : 0x%x \n", *(unsigned int*)(EBP +4));
printf("- i=%d &i=%p \n",*(int*)(EBP+8) , EBP+8 );
printf("- j=%d &j=%p \n",*(int*)(EBP+ 12), EBP+12);
printf("- k=%d &k=%p \n",*(int*)(EBP+ 16), EBP+16);
这或多或少是在 x86_32 中将参数传递给函数的方式。
在 x86_64 中有更多可用的寄存器，使用它们来传递函数的参数是有意义的。 x86_64 ABI 可以在这里找到：http://www.uclibc.org/docs/psABI-x86_64.pdf。调用约定从第 14 页开始。
首先将参数分为类。每个参数的类决定了它传递给被调用函数的方式。一些最相关的是：
- INTEGER 此类由整数类型组成，这些类型适合于
通用寄存器。例如 (int, long, bool)
- SSE 该类由适合 SSE 寄存器的类型组成。 （浮点数，双精度）
- SSEUP 该类由适合 SSE 寄存器的类型组成，并且可以
在其中最重要的一半被传递和返回。 ( float_128, __m128,__m256)
- NO_CLASS 此类在
算法。它将用于填充和空结构和联合。
- MEMORY 此类包含将在内存中传递和返回的类型
通过堆栈（结构类型）
一旦a参数被分配给一个类，它就会根据
这些规则：
- MEMORY，在堆栈上传递参数。
- INTEGER，使用序列 %rdi、%rsi、%rdx、%rcx、%r8 和 %r9 的下一个可用寄存器。
- SSE，使用下一个可用的 SSE 寄存器，寄存器按从 %xmm0 到 %xmm7 的顺序获取。
- SSEUP，这八个字节在最后使用的 SSE 寄存器的上半部分传递。
如果没有可用于任何八字节参数的寄存器，则整个
参数在堆栈上传递。如果寄存器已经分配给某些
八字节这样的参数，分配得到恢复。一旦分配了寄存器，在内存中传递的参数就会以相反的顺序被压入堆栈。
由于您传递的是 int 变量，因此参数将被插入到通用寄存器中。
%rdi --> i
%rsi --> j
%rdx --> k
所以你可以用下面的代码来检索它们：
#if defined (__x86_64__)
int i_reg=-1, j_reg=-1, k_reg=-1;
asm volatile ( "mov %%rdi, %0\n"
"mov %%rsi, %1\n"
"mov %%rdx, %2\n"
: "=m"(i_reg), "=m"(j_reg), "=m"(k_reg)
:
: "memory");
#endif
我希望我已经清楚了。
总之，
为什么在ubuntu64中栈中元素的地址是相反的？
因为它们没有存储到堆栈中。您以这种方式检索到的地址是调用函数的局部变量的地址。