在 Linux/x86-84 上传递大对象的 C++ 调用约定

Question

我试图了解在 C++/Linux/x86-64 平台中按值传递对象作为函数参数的开销。

我用于探索的实验代码发布在下面和 Godbolt.org 上：https ://godbolt.org/z/r9Yfv4

假设函数是一元的。我观察到的是：

1. 如果参数对象的大小为 8 字节，则将其放入 RDI。
2. 如果参数大小为 16 字节（每 8 字节包含两个子对象），则将这两个子对象放入 RDI 和 RSI。
3. 如果参数大于 16 字节，它将通过堆栈传递。

我只考虑整型和指针以及这些基本类型的组合类型。我知道传递浮动/双打是不同的。

的大小std::function为 32 字节（GCC/Linux 实现，long + long + 指针 + 指针 = 32 字节。）。所以std::function按值传递应该看起来像struct Person4在我的代码中定义的传递。但是输出程序集显示 passstd::function与 pass 非常不同struct Person3。看起来 std::function 是通过指针传递的，对吗？为什么会有这样的差异？

#include <functional>

struct Person0 {
  long name;
};

long GetName(Person0 p) {
  return p.name;
}

struct Person1 {
  long name;
  long age;
};

long GetName(Person1 p) {
  return p.name;
}

struct Person2 {
  long name;
  long age;
  long height;
};

long GetName(Person2 p) {
  return p.name;
}

struct Person3 {
  long name;
  long age;
  long height;
  long weight;
};

long GetName(Person3 p) {
  return p.name + sizeof(p);
}

long Invoke(std::function<long(long)> f) {
  return f(20) + sizeof(f);
}


int main() {
  Person3 p;
  p.name = 13;
  p.age = 23;
  p.height = 33;
  p.weight = 43;
  long n = GetName(p);

  std::function<long(long)> ff;
  Invoke(ff);
  return 0;
}

Answer 1

您要阅读的文档是System V ABI for x86-64，特别是第 3.2.3\n\xc2\xabParamater Passing\xc2\xbb 节

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> 32 字节的结构始终位于堆栈中。\n对于 <= 32 字节的结构，存在一些逻辑：

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合并后清理表示，鉴于大小大于 2 个八字节（16 字节），并且第一个参数不是 SSE，或者任何其他参数不是 SSEUP，整个聚合将被归类为 MEMORY（堆栈）。

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关于 的使用std::function，最后一条规则可以解释它：

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2. 如果 C++ 对象具有非平凡的复制构造函数或非平凡的析构函数，则它通过不可见引用传递（该对象在参数列表中被具有类\nINTEGER 的指针替换）
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