Зачем нужен ebp, если можно без него

Question

Зачем нужно использовать регистр ebp при организации стека программы, если можно обойтись и без него(если нет хитрых асм вставок)? Почему нельзя по умолчанию использовать такую оптимизацию? С чем это связанно?

Answer 1

Связано это в первую очередь с удобством. Никто не мешает вам адресоваться через регистр esp. Но при этом нужно постоянно держать в голове что сам стековый указатель в процессе выполнения кода может прыгать как угодно. И постоянно менять смещение для одних и тех же сущностей (а вам было бы удобно, если сейчас переменная называется foo, а через пару строк к ней нужно обращаться как к bar?). В совсем простеньких случаях это может иметь смысл, сам так делаю :) Например:

print_uint:
    pushad
    push dword [esp+36]
    push format_u ; "%u", 0
    call printf
    pop eax
    pop eax
    popad
    ret 4

Да и компиляторы могут генерировать код без enter/leave при оптимизации. Но в общем случае это "микрооптимизация" (и то под вопросом), и не стоит она того геморроя, который за собой тащит.

Answer 2

Можно и без него (а очень жаль иногда).

Например, gcc для тестовой программки

#include <stdio.h>

int f() {
  return puts("xaxa");
}

int main(void) 
{
  long a = 10;
  long long b = 11;
  int l = 100;
  float e = 8.8;

  f(a, b, l, e);

  return 0;
}

с флагами оптимизации

avp@avp-ubu1:hashcode$ gcc -O -S t.c
avp@avp-ubu1:hashcode$ gcc --vers
gcc.real (Ubuntu 5.4.0-6ubuntu1~16.04.4) 5.4.0 20160609
Copyright (C) 2015 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

avp@avp-ubu1:hashcode$ 

делает код без использования ebp(rbp) для организации фреймов стека

        .file   "t.c"
        .section        .rodata.str1.1,"aMS",@progbits,1
.LC0:
        .string "xaxa"
        .text
        .globl  f
        .type   f, @function
f:
.LFB23:
        .cfi_startproc
        subq    $8, %rsp
        .cfi_def_cfa_offset 16
        movl    $.LC0, %edi
        call    puts
        addq    $8, %rsp
        .cfi_def_cfa_offset 8
        ret
        .cfi_endproc
.LFE23:
        .size   f, .-f
        .globl  main
        .type   main, @function
main:
.LFB24:
        .cfi_startproc
        subq    $8, %rsp
        .cfi_def_cfa_offset 16
        movsd   .LC1(%rip), %xmm0
        movl    $100, %edx
        movl    $11, %esi
        movl    $10, %edi
        movl    $1, %eax
        call    f
        movl    $0, %eax
        addq    $8, %rsp
        .cfi_def_cfa_offset 8
        ret
        .cfi_endproc
.LFE24:
        .size   main, .-main
        .section        .rodata.cst8,"aM",@progbits,8
        .align 8
.LC1:
        .long   2684354560
        .long   1075943833
        .ident  "GCC: (Ubuntu 5.4.0-6ubuntu1~16.04.4) 5.4.0 20160609"
        .section        .note.GNU-stack,"",@progbits