gcc 对 alloca 的处理是怎么回事？

Question

在大多数平台上，alloca 归结为堆栈指针的内联调整（例如，在 x64 上从 rsp 中减去，加上一些逻辑来保持堆栈对齐）。

我正在查看gcc 为 alloca 生成的代码，这很奇怪。举个简单的例子¹：

#include <alloca.h>
#include <stddef.h>

volatile void *psink;

void func(size_t x) {
  psink = alloca(x);
}

这将编译为-O2 处的以下程序集：

func(unsigned long):
        push    rbp
        add     rdi, 30
        and     rdi, -16
        mov     rbp, rsp
        sub     rsp, rdi
        lea     rax, [rsp+15]
        and     rax, -16
        mov     QWORD PTR psink[rip], rax
        leave
        ret

这里有几件令人困惑的事情。我知道gcc 需要将分配的大小四舍五入到 16 的倍数（以保持堆栈对齐），通常的方法是 (size + 15) & ~0xF 但它在add rdi, 30 处添加 30？这是怎么回事？

其次，我只希望alloca 的结果是新的rsp 值，它已经很好地对齐了。相反，gcc 这样做：

    lea     rax, [rsp+15]
    and     rax, -16

这似乎是在“重新对齐”rsp 的值以用作 alloca 的结果 - 但我们已经完成了将 rsp 对齐到 16 字节边界的工作。

这是怎么回事？

您可以使用代码on godbolt。值得注意的是，clang 和 icc 至少在 x86 上做了“预期的事情”。使用 VLA（如之前的 cmets 中所建议的），gcc 和 clang 可以正常工作，而 icc 会产生可恶的情况。

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1 这里，psink 的赋值只是消耗alloca 的结果，否则编译器会完全忽略它。

Answer 1

这是一个非常古老的普通优先级bug。代码正常工作。只是当大小大于 1 个字节时，不必要地分配了 16 个字节。所以这不是一个正确性错误，而是一个小的效率错误。