堆栈分配,填充和对齐

Question

我一直在努力深入了解编译器如何生成机器代码,更具体地说是GCC如何处理堆栈.在这样做的过程中,我一直在编写简单的C程序,将它们编译成汇编并尽力理解结果.这是一个简单的程序及其生成的输出:

asmtest.c:

void main() {
    char buffer[5];
}

asmtest.s:

pushl   %ebp
movl    %esp, %ebp
subl    $24, %esp
leave
ret

让我感到困惑的是为什么要为堆栈分配24个字节.我知道由于处理器如何寻址内存,堆栈必须以4为增量进行分配,但如果是这种情况,我们应该只将堆栈指针移动8个字节而不是24个.作为参考,缓冲区为17 bytes产生一个移动40个字节的堆栈指针,并且根本没有缓冲区移动堆栈指针8. 1到16个字节之间的缓冲区移动ESP24个字节.

现在假设8个字节是必要的常量(它需要什么？),这意味着我们分配16个字节的块.为什么编译器会以这种方式对齐？我正在使用x86_64处理器,但即使是64位字也只需要8字节对齐.为什么会出现差异？

作为参考,我正在使用gcc 4.0.1运行10.5的Mac上进行编译,并且未启用任何优化.

Answer 1

它是一个gcc功能,由-mpreferred-stack-boundary=n编译器试图保持堆栈上的项目对齐的位置控制2^n.如果更改n为2,则只会在堆栈上分配8个字节.默认值n是4ie它将尝试对齐到16字节边界.

为什么有"默认"的8个字节,然后24 = 8 + 16个字节是因为栈已经包含8个字节的leave和ret,所以编译后的代码必须是8个字节首先调整堆得到它对齐到2 ^ 4 = 16.

Answer 2

SSEx系列指令要求打包128位向量以对齐16个字节 - 否则会出现尝试加载/存储它们的段错误.即如果你想安全地传递16字节向量以便在堆栈上使用SSE,则堆栈需要始终保持与16对齐.默认情况下,GCC会对此进行说明.