为什么 GCC 在堆栈上分配的空间超出了对齐所需的空间？

Question

我正在阅读一本教科书，其中显示了基于 C 代码的汇编代码：

C 代码：

void echo()
{
   char buf[8];
   otherFunction(buf);
}

汇编代码：

echo:
   subq $24, %rsp      //Allocate 24 bytes on stack, but why allocate 24 instead of 8 bytes?
   movq %rsp, %rdi     //Compute buf as %rsp
   call otherFunction  

我不明白为什么堆栈指针 %rsp 会减少 24 个字节。我只分配了 8 个字节的缓冲区为char buf[8];，并且没有被调用者保存的寄存器可以压入堆栈，该指令不应该是

subq $8, %rsp

Answer 1

分配额外的 16 字节堆栈空间是 GCC 错过的优化，偶尔会弹出。我不知道它为什么会发生，但它可以通过 GCC10.1 -O3 重现。 Clang 不这样做，它只保留 8 个字节（带有一个虚拟的 push）。 Godbolt 上的示例，其中 -fno-stack-protector -fno-pie 是默认值，这与许多 GNU/Linux 发行版中的 GCC 不同。

即使int buf; / foo(&buf) 也会导致过度分配。

我的疯狂猜测是，GCC 直到 确定它需要超过 8 个字节的空间（因此需要 24 个）之前，才会优化某些东西。希望这个好的 MCVE 能让 GCC 开发人员找到修复该错误的方法，如果它很容易修复的话。

请随时将此报告为 GCC missed-optimization 错误 (https://gcc.gnu.org/bugzilla/)；我最近看了，但没有找到现有的。

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您是正确的，分配 8 个字节对于 char buf[8] 就足够了 并且按照 x86-64 System V ABI 的要求，在 call 之前将 RSP 重新对齐 16（@ 987654323@)。

GCC 不试图保持 32 字节堆栈对齐或任何东西。 -mpreferred-stack-boundary 的默认值是 ABI 允许的最小值，4 (2^4 = 16)。

Answer 2

AFAIK 对于函数调用，堆栈必须是 16 字节对齐的，但我不知道为什么分配了 24 个字节，而不仅仅是 16 个。

在 SO 上已经有一些关于此的问题。 Why does GCC 6 assume data is 16-byte aligned?

在 GCC 上的 bugzilla https://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=40838