gcc 8.2+ 在调用 x86 之前并不总是对齐堆栈？

Question

当前 (Linux) 版本的 SysV i386 ABI 需要在调用前进行 16 字节堆栈对齐：

输入参数区域的结尾应在 16（32，如果 __m256 在堆栈上传递）字节边界上对齐。换句话说，当控制转移到函数入口点时，值 (%esp + 4) 始终是 16 (32) 的倍数。

在 GCC 8.1 上，此代码在调用 callee 之前将堆栈与 16 字节边界对齐：(Godbolt)

source	# bytes
call	4
push ebp	4
sub esp, 24	24
sub esp, 4	4
push eax	4
push eax	4
push eax	4
Total	48

在 GCC 8.2 及更高版本的所有版本中，它与 4 字节边界对齐：(Godbolt)

source	# bytes
call	4
push ebp	4
sub esp, 16	16
push eax	4
push eax	4
push eax	4
Total	36

如果我们shorten 或raise callee 所需的参数数量，则很容易验证。

更改-mprefered-stack-boundary 会奇怪地将操作数更改为子指令，但不会更改实际的堆栈对齐方式：(Godbolt)

那么，呃，什么给了？

Answer 1

由于您在同一个翻译单元中提供了函数的定义，显然 GCC 认为该函数不关心堆栈对齐，也不会太在意它。显然，即使在-O0，这种基本的过程间分析/优化 (IPA) 也是默认开启的。

当我搜索“ipa”选项in the manual 时，这个选项甚至有一个明显的名称：-fipa-stack-alignment 默认打开，即使在-O0。使用 -fno-ipa-stack-alignment 手动将其关闭会产生您所期望的结果，第二个 sub 的值取决于推送次数 (Godbolt)，确保 ESP 在调用 like modern Linux versions of the i386 SysV ABI use 之前对齐 16。

---

或者如果您将定义更改为仅声明，则生成的 asm 符合预期，完全尊重 -mpreferred-stack-boundary。

void callee(void* a, void* b) {
}

到

void callee(void* a, void* b);

---

Using -fPIC also forces GCC to not assume anything about the callee, so it does respect the possibility of function interposition (e.g. via LD_PRELOAD) with the appropriate option.

在不为共享库编译的情况下，允许 GCC 假定它看到的任何全局函数定义都是定义，这要归功于 ISO C 的单一定义规则。

---

如果您在函数定义中使用__attribute__((noipa))，则调用站点将不会根据定义进行任何假设。就像你重命名了定义（所以你仍然可以查看它）并且只提供了调用者使用的名称的声明。

如果您只是想停止内联，您可以改用__attribute__((noinline,noclone))，以仍然允许调用站点与优化器简单地选择不内联时一样，但仍然可以看到此定义。这可能是也可能不是你想要的。

另请参阅How to remove "noise" from GCC/clang assembly output? re：编写有趣的 asm 函数以及编译器选项。

---

顺便说一句，我发现将声明/定义更改为可变参数是最简单的，因此我可以添加或删除 args，只需更改调用者即可。即使push 数量随着额外的 arg 发生变化，我仍然能够重现您的 not 改变 sub 数量的结果，当有一个定义时，但不仅仅是一个声明。

void callee(void* a, ...)  // {}   // comment out a body or not
;