具有静态大小的数组的堆栈保护的预期行为是什么？

Question

如果我在Ubuntu 16.04/gcc 7.3中编译以下内容

struct VecA {
  float data[4];
};

struct VecB {
  float x;
  float y;
  float z;
  float w;
};

// Requires stack protection
VecA getA() {return {1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f};}

// Does not require stack protection
VecB getB() {return {1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f};}

像这样:

g++ -O3 -c -o result test.cpp
objdump -d result

我明白了:

0000000000000000 <_Z4getAv>:
   0:   48 83 ec 18             sub    $0x18,%rsp
   4:   64 48 8b 04 25 28 00    mov    %fs:0x28,%rax
   b:   00 00 
   d:   48 89 44 24 08          mov    %rax,0x8(%rsp)
  12:   31 c0                   xor    %eax,%eax
  14:   f3 0f 7e 05 00 00 00    movq   0x0(%rip),%xmm0        # 1c <_Z4getAv+0x1c>
  1b:   00 
  1c:   48 8b 44 24 08          mov    0x8(%rsp),%rax
  21:   64 48 33 04 25 28 00    xor    %fs:0x28,%rax
  28:   00 00 
  2a:   75 09                   jne    35 <_Z4getAv+0x35>
  2c:   66 0f 6f c8             movdqa %xmm0,%xmm1
  30:   48 83 c4 18             add    $0x18,%rsp
  34:   c3                      retq   
  35:   e8 00 00 00 00          callq  3a <_Z4getAv+0x3a>
  3a:   66 0f 1f 44 00 00       nopw   0x0(%rax,%rax,1)

0000000000000040 <_Z4getBv>:
  40:   f3 0f 7e 05 00 00 00    movq   0x0(%rip),%xmm0        # 48 <_Z4getBv+0x8>
  47:   00 
  48:   66 0f 6f c8             movdqa %xmm0,%xmm1
  4c:   c3                      retq 

正在应用哪种"看起来"像linux堆栈保护VecA.有点防守,但我能理解编译器如何得出这个结论.

然而,这是我感到困惑的地方:

我无法在godbolt.org上重现这一点,即使有明确的堆栈保护.我可以实现BOTH功能,-fstack-protector-all但这是预期的,并且无趣.

https://gcc.godbolt.org/z/ePR98P

此外,似乎在我的系统上,显式使用堆栈保护程序正在删除保护 getA()

g++ -O3 -c -o -fstack-protector result test.cpp
objdump -d result

0000000000000000 <_Z4getAv>:
   0:   f3 0f 7e 05 00 00 00    movq   0x0(%rip),%xmm0        # 8 <_Z4getAv+0x8>
   7:   00 
   8:   66 0f 6f c8             movdqa %xmm0,%xmm1
   c:   c3                      retq   
   d:   0f 1f 00                nopl   (%rax)

0000000000000010 <_Z4getBv>:
  10:   f3 0f 7e 05 00 00 00    movq   0x0(%rip),%xmm0        # 18 <_Z4getBv+0x8>
  17:   00 
  18:   66 0f 6f c8             movdqa %xmm0,%xmm1
  1c:   c3                      retq   

所以我的问题是:

1. 为什么我的本地结果与godbolt.org上生成的结果大不相同？

2. 我的系统上的行为背后是否有合理的解释？特别是关于-fstack-protector去除保护.

3. 断言两个函数应该在优化代码中生成等效汇编是合理的吗？

编辑:

完整版字符串:

g++ --version
g++ (Ubuntu 7.3.0-21ubuntu1~16.04) 7.3.0
Copyright (C) 2017 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.

Answer 1

Ubuntu的gcc上的默认值-fstack-protector-strong不是-fstack-protector-all.(gcc手册列出了可用选项).

https://lwn.net/Articles/584225/描述"强".它真的很喜欢保护数组,但是没有数组成员的结构不能被索引,因此溢出的可能性要小得多.

在Godbolt上,它可以为你的桌面上的VecA而不是VecB提供堆栈保护.(顺便说一下,你可以使用g++ -S -masm=intel -O3英特尔语法,或者objdump -drwC -Mintel,因为你在Godbolt上链接到英特尔语法.)

您可以使用g++ -S -fverbose-asm -O3 foo.cpp包含注释,显示编译时使用的所有隐含和显式选项.在Godbolt上,取消选中//图标,不要隐藏asm评论,就像这样.

# GNU C++14 (GCC-Explorer-Build) version 7.3.0 (x86_64-linux-gnu)
#       compiled by GNU C version 5.4.0 20160609, GMP version 6.1.0, MPFR version 3.1.4, MPC version 1.0.3, isl version isl-0.16.1-GMP

# GGC heuristics: --param ggc-min-expand=100 --param ggc-min-heapsize=131072
# options passed:  -fdiagnostics-color=always -imultiarch x86_64-linux-gnu
# -iprefix /opt/compiler-explorer/gcc-7.3.0/bin/../lib/gcc/x86_64-linux-gnu/7.3.0/
# -D_GNU_SOURCE
# /tmp/compiler-explorer-compiler11885-54-1u26why.tdoy/example.cpp
# -masm=intel -mtune=generic -march=x86-64
# -auxbase-strip /tmp/compiler-explorer-compiler11885-54-1u26why.tdoy/output.s
# -g -O3 -std=gnu++14 -fstack-protector-strong -fverbose-asm
# options enabled:  -faggressive-loop-optimizations -falign-labels
# -fasynchronous-unwind-tables -fauto-inc-dec -fbranch-count-reg
# -fcaller-saves -fchkp-check-incomplete-type -fchkp-check-read
# -fchkp-check-write -fchkp-instrument-calls -fchkp-narrow-bounds
# -fchkp-optimize -fchkp-store-bounds -fchkp-use-static-bounds
# -fchkp-use-static-const-bounds -fchkp-use-wrappers -fcode-hoisting
# -fcombine-stack-adjustments -fcommon -fcompare-elim -fcprop-registers
# -fcrossjumping -fcse-follow-jumps -fdefer-pop
...