【发布时间】：2021-06-21 21:07:42
【问题描述】：
存在一些关于堆栈上变量的 GCC 排序的问题。但是，这些通常涉及混合变量和数组，而事实并非如此。我正在使用 GCC 9.2.0 64 位版本，没有特殊标志。如果我这样做：
#include <iostream>
int main() {
int a = 15, b = 30, c = 45, d = 60;
// std::cout << &a << std::endl;
return 0;
}
那么内存布局看这里的反汇编：
0x000000000040156d <+13>: mov DWORD PTR [rbp-0x4],0xf
0x0000000000401574 <+20>: mov DWORD PTR [rbp-0x8],0x1e
0x000000000040157b <+27>: mov DWORD PTR [rbp-0xc],0x2d
0x0000000000401582 <+34>: mov DWORD PTR [rbp-0x10],0x3c
所以：四个变量在 RBP 的偏移量 0x04、0x08、0x0C、0x10 处按顺序排列；也就是说，按照它们被声明的相同顺序进行排序。这是一致的和确定的；我可以重新编译，添加其他代码行（随机打印语句，其他后期变量等）并且布局保持不变。
但是，只要我添加了一条触及地址或指针的行，布局就会发生变化。例如，这个：
#include <iostream>
int main() {
int a = 15, b = 30, c = 45, d = 60;
std::cout << &a << std::endl;
return 0;
}
产生这个：
0x000000000040156d <+13>: mov DWORD PTR [rbp-0x10],0xf
0x0000000000401574 <+20>: mov DWORD PTR [rbp-0x4],0x1e
0x000000000040157b <+27>: mov DWORD PTR [rbp-0x8],0x2d
0x0000000000401582 <+34>: mov DWORD PTR [rbp-0xc],0x3c
所以：一个加扰的布局，其中变量的偏移量现在分别位于 0x10、0x04、0x08、0x0C。同样，这与任何重新编译、我认为要添加的大多数随机代码等都是一致的。
但是，如果我只是像这样触摸不同的地址：
#include <iostream>
int main() {
int a = 15, b = 30, c = 45, d = 60;
std::cout << &b << std::endl;
return 0;
}
然后变量按如下顺序排列：
0x000000000040156d <+13>: mov DWORD PTR [rbp-0x4],0xf
0x0000000000401574 <+20>: mov DWORD PTR [rbp-0x10],0x1e
0x000000000040157b <+27>: mov DWORD PTR [rbp-0x8],0x2d
0x0000000000401582 <+34>: mov DWORD PTR [rbp-0xc],0x3c
也就是说，偏移量 0x04、0x10、0x08、0x0C 处的不同序列。再一次，据我所知，这与重新编译和代码更改是一致的，除非我在代码中引用了其他地址。
如果我不知道更好，看起来整数变量是按声明顺序放置的，除非代码对寻址进行任何操作，此时它开始以某种确定性的方式对它们进行加扰。
将不满足这个问题的一些回答如下：
- “行为在 C++ 标准中未定义”——我不是在询问 C++ 标准，而是专门询问这个 GCC 编译器如何决定布局。
- “编译器可以为所欲为”——没有回答编译器在这种特定的、一致的情况下如何决定它“想要”什么。
为什么 GCC 编译器会这样布局整数变量？
什么解释了这里看到的一致的重新排序？
编辑：我想仔细观察，我触摸到的变量总是放在[rbp-0x10]，然后其他的按声明顺序排列。为什么会有好处？请注意，据我所知，打印任何这些变量的 值 似乎不会触发相同的重新排序。
【问题讨论】：
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用
-O0编译怎么样？这似乎是合理的，这只是一些优化的一部分，在这种特定情况下实际上没有任何区别。 -
@super 通过优化，编译器通常不会分配未使用的变量：godbolt.org/z/dPq5Ks5Wd.
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我假设 gcc 将使用的变量放在最对齐的地址上，这可以提高访问速度、缓存使用或类似的东西。
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为什么调用框架中局部变量的顺序对您很重要？ C 标准n3337 没有提到它们，你也不应该在意！任何编译器都可以将 CPU 寄存器用于变量！你的问题是XY problem，你应该用书面英语解释你为什么关心变量顺序和布局
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这并不能解释“为什么局部变量的顺序对你很重要”。例如，您的代码可能由带有插件的 GCC 编译，或者由另一个版本的 GCC 或 Clang 编译，它们以不同的方式对局部变量进行排序。你可能有理由问你的问题，值得解释一下这个原因