Что такое `и esp, 0xfffffff0`?

Question

Когда я разобрать main() в GDB он Retuns этот результат:

0x0804854c <+0>: push ebp 
    0x0804854d <+1>: mov ebp,esp 
    0x0804854f <+3>: and esp,0xfffffff0 
    0x08048552 <+6>: sub esp,0x10 

и в коде я анализирую esp регистр, как это:

x/32xw $esp 

и делает это:

0xbffffb70: 0xb7ea1515 0xb7ff0590 0x080485eb 0xb7fd2ff4 
0xbffffb80: 0x080485e0 0x00000000 0xbffffc08 0xb7e88e46 
0xbffffb90: 0x00000002 0xbffffc34 0xbffffc40 0xb7fe0860 
0xbffffba0: 0xb7ff6821 0xffffffff 0xb7ffeff4 0x080482bc 
0xbffffbb0: 0x00000001 0xbffffbf0 0xb7fefc16 0xb7fffac0 
0xbffffbc0: 0xb7fe0b58 0xb7fd2ff4 0x00000000 0x00000000 
0xbffffbd0: 0xbffffc08 0xd51689cb 0xfbfdbfdb 0x00000000 
0xbffffbe0: 0x00000000 0x00000000 0x00000002 0x08048400 

Я хочу знать, какова связь между and esp,0xfffffff0 и этими результатами.

Answer 1

Видимо, and esp,0xfffffff0 удаляет нижний полубайт esp, маскируя его.

Answer 2

and esp,0xfffffff0 обеспечивает выравнивание стека по 16 байт, что является общим требованием ABI. Он делает это путем маскировки (установки нуля) наименее значимых 4 бит указателя стека, что эквивалентно округлению до ближайшего кратного 16.

Answer 3

Он создает так называемый стек стека и выравнивает его по адресам которые можно разделить на 16:

1. Сохранить указатель StackFrame от вызывающей программы в стеке:
   push ebp.
2. Создать новый указатель StackFrame для программы, которая называется:
   mov ebp, esp
3. Align стек для адресов, которые могут быть разделены на 16, установив низкий 4 бит 0:
   and esp, -16
4. создать 16 байт пространства в стек, например, для локальных переменных и прочее:
   sub esp, 0x10

Почему выравнивать?
CPU всегда считывает 16 байт данных одновременно (зависит от типа процессора). Но он читается только с адреса, который можно разделить на 16: 0x0, 0x10, 0x20, .... И так далее, потому что самые младшие 4 бит не используются в адресной шине. Они «отсутствуют». Когда вы читаете больше байта с адреса, CPU может потребоваться прочитать дважды, потому что ваш адрес направляется на dword или sth, как это, это верно в конце одного адреса, который можно разделить на 16 и ваш dword достигает уже следующего адреса, делящегося на 16. Путем добавления стека к адресам, которые делятся на 16, вы уменьшаете риск этого, когда работаете со стеком.

Вы можете видеть это в выбранном вами образце. Значение ESP находится на левой стороне и выровнены по адресам divideable по 16. Легко видеть из-за окончание 0:

0xbffffb70: 
0xbffffb80: 
0xbffffb90: 
0xbffffba0: 
0xbffffbb0: 
0xbffffbc0: 
0xbffffbd0: 
0xbffffbe0: