ARM汇编中，栈指针和帧指针有什么区别？

Question

我想知道有人能否解释一下在ARM汇编中，堆栈指针（Stack Pointer）和帧指针（Frame Pointer）的区别。

- Matteo Didonè

Answer 1

据我理解，SP始终指向下一个可用的堆栈地址（可能需要先进行预减或预增），该地址将用于推送数据或存储返回地址。

如果函数在执行过程中动态分配了一块存储空间，则SP可能会发生变化。因此，堆栈帧中的数据（例如传递的参数和局部变量）不能通过从SP偏移来可靠地引用，因为SP在函数执行过程中的值不保证相同。

另一方面，FP在整个函数执行过程中保证具有相同的值，因此可以通过从FP硬编码的偏移量访问所有局部数据。 FP设置为堆栈帧内的固定值，通常在最后一个传递的参数之后。

这是我找到的一张图片，可能会很有用。您可以看到，从FP偏移总是正确的，但从SP偏移将取决于动态区域的大小，因此在分配运行时变量空间的函数（如C99 VLA / alloca）中不能硬编码。https://www.cs.purdue.edu/homes/hosking/502/spim/node23.html。不这样做的函数可以优化掉帧指针（在将高级源语言（如C）转换为汇编时，优化编译器会自动完成这项工作）。

- Suraj Saybu Dhotre

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在arm64汇编中，我看到在函数开始时，sp被减少以容纳函数中的所有堆栈变量，并且fp也被设置为与sp相同的值。在函数中，对于堆栈变量访问，使用sp相对寻址，并且参数通过寄存器传递。因此，在这种情况下，fp和sp是相同的（但我猜通常情况下，sp可以在函数中上下移动，就像答案所说的那样）。但是，如果堆栈用于传递变量，我没有检查确切发生了什么。 - Chan Kim

Answer 2

ARM有通用寄存器，它们都是相同的，所以为特定目的（如堆栈指针和帧指针）指定特定的寄存器只是一种约定。

在ARM64上的约定是使用x31作为堆栈指针，使用x29作为帧指针。

在ARM32上的约定是使用r13作为堆栈指针。

- Chris Dodd

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ARM32 的惯例是使用 r13 作为堆栈指针，r11 作为帧指针。但正如您所提到的，这是编译器制造商使用的惯例。在纯汇编编程时，开发人员可以将任何寄存器用于任何他们喜欢的目的。 - tum_