Ubuntu x86_64下System V ABI返回地址所属栈帧的技术疑问

系统环境 #

• 架构：x86_64
• 操作系统：Ubuntu 22.04.3
• GCC版本：11.4.0

疑问背景 #

关于返回地址所属栈帧（调用者或被调用者）存在两种不同表述：

• 《Computer Systems: A Programmer's Perspective》（深入理解计算机系统）的图示显示返回地址位于调用者栈帧；
• 《System V Application Binary Interface AMD64 Architecture Processor Supplement》（System V AMD64架构ABI补充规范）的图示则显示其位于被调用者栈帧。

问题与解答 #

1. 哪种表述正确？ #

两种表述都成立，核心差异来自栈帧边界的定义角度：

• 《深入理解计算机系统》从调用者的执行流程出发，把call指令压入的返回地址归为调用者栈帧——因为返回地址是调用者发起调用操作的产物，属于调用者上下文的一部分。
• System V AMD64 ABI则从被调用者的栈帧维护规则出发，将返回地址划入被调用者栈帧——因为被调用者执行ret指令需要读取该地址，且通过leave指令维护栈帧时，会覆盖包含返回地址的栈空间范围，ABI规范的栈帧布局默认包含这部分内容。

在你所用的x86_64 Ubuntu环境（遵循System V AMD64 ABI）中，从实际代码执行和调试的角度，返回地址的管理是被调用者栈帧逻辑的一部分。

2. 返回地址的栈帧归属是否是未被ABI规范的无关细节？ #

这并非无关细节，只是ABI规范的是行为逻辑而非字面意义上的归属标签：

• System V AMD64 ABI明确规定了call/ret指令的栈操作、栈布局结构，以及帧指针rbp的使用规则，返回地址的位置是这些规则的直接结果。不同资料的归属表述差异，只是对栈帧边界的划分角度不同。
• 对开发者来说，这种差异会影响调试分析（比如栈回溯的解析逻辑）和调用流程的理解，需要根据场景对应不同的划分方式。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者alessio solari