为什么这段代码打印由 clang 和 gcc 编译的不同值？

Question

汇编：

.intel_syntax noprefix
.global Foo
Foo:
    mov ax, 146
    ret

主要.c:

#include <stdio.h>

extern int Foo(void);

int main(int argc, char** args){
    printf("Asm returned %d\n", Foo());
    return 0;
}

现在我编译并链接：

(compiler name) -c asm.s -o asm.o
(compiler name) asm.o main.c -o  main
./main

我正在使用 Windows 和 LLVM 的 x64 windows 二进制文件。

GCC 打印 146（如预期），但 clang 生成的代码打印随机值，为什么？在 Windows 上使用 gdb 调试 clang 二进制文件显然存在一些问题，因此我无法提供任何 gdb 日志。GCC 二进制文件正在执行我期望的操作，但不是 Clang。

Answer 1

您想要mov eax, 146匹配 32 位或更宽的返回类型。

请参阅AX、AH、AL 如何映射到 EAX？- 不幸的是，将 EAX 零扩展写入 RAX，但 8 位和 16 位部分寄存器保留了仅合并的传统 386 行为。

您告诉编译器它返回一个int（x86 和 x86-64 调用约定中的 4 个字节），但您只修改了 EAX/RAX 的低 16 位，将现有垃圾留在调用者的32 位返回值的高 16 中int在 EAX 中查找。

sizeof(int) == 4在 x86 的所有 32 位和 64 位调用约定中，因此它以 EAX 形式返回。
16 位 AX 是 C 语言中的“short或” unsigned short。（或int16_t/ uint16_t）

如果将返回类型声明为short，则调用者只会在 AX 中查找，忽略窄返回值的调用约定所要求的高垃圾（与窄于 32 位的参数不同，作为至少 x86-64 系统的不成文扩展） V，也许还有 Windows x64，clang 依赖于此）。

另请参阅如何从 GCC/clang 程序集输出中删除“噪音”？了解如何查看编译器生成的代码以查看此类函数的正确 asm。

返回值的低 16 位是146。如果您以十六进制查看，您可以看到这一点，例如xxxx0092。

也许 GCC 碰巧在 EAX 的高半部分已经为零的情况下调用它，但 clang 却没有。由于调用者中的代码不同，GCC 也可能使用 RAX 来获取非小值。对于 C 调用者和您碰巧测试的优化选项来说，这只是运气。

C 等效项int retval; memcpy(&retval, &tmp, 2)除了使用寄存器之外，不替换的高半部分中未初始化的垃圾retval。