程序集中局部变量的大小
Size of local variable in assembly
我有以下 C 函数：
void function(int a) {
char buffer[1];
}
它产生以下汇编代码（gcc 0 优化，64 位机器）：
function:
pushq %rbp
movq %rsp, %rbp
movl %edi, -20(%rbp)
nop
popq %rbp
ret
问题：
- 为什么缓冲区占用20个字节？
- 如果我声明
char buffer 而不是 char buffer[1]，则偏移量为 4 个字节，但我希望看到 8 个字节，因为机器是 64 位的，我认为它将使用 qword（64 位）。
提前致谢，如果问题重复，我很抱歉，我找不到答案。
4 bytes aligned char ,8 bytes pushed rbp, 8 bytes a = 20. a 的起始地址是当前堆栈指针减去 20
movl %edi, -20(%rbp) 将函数 arg 从寄存器溢出到堆栈指针下方的红色区域。它有 4 个字节长，在 RSP 下面留下 space 的 16 个字节。
gcc 的 -O0（朴素的反优化）代码生成函数实际上并没有触及它为 buffer[] 保留的内存，所以你不知道它在哪里。
你不能推断 buffer[] 在红色区域用完了 a 以上的所有 16 个字节，只是 gcc 在有效打包局部变量方面做得不好（因为你用 -O0 所以它甚至没有尝试）。但肯定是 而不是 20，因为 space 所剩无几。除非它把 buffer[] 放在 a 下面，在 128 字节红色区域的其余部分的其他地方。 （提示：它没有。）
如果我们为数组添加一个初始值设定项，我们可以看到它实际存储字节的位置。
void function(int a) {
volatile char buffer[1] = {'x'};
}
由gcc8.2编译-xc -O0 -fverbose-asm -Wall on the Godbolt compiler explorer:
function:
pushq %rbp
movq %rsp, %rbp # function prologue, creating a traditional stack frame
movl %edi, -20(%rbp) # a, a
movb 0, -1(%rbp) #, buffer
nop # totally useless, IDK what this is for
popq %rbp # tear down the stack frame
ret
所以 buffer[] 实际上是一个字节长，右 低于保存的 RBP 值。
x86-64 System V ABI 要求对至少 16 字节长的自动存储阵列进行 16 字节对齐，但此处情况并非如此，因此该规则不适用。
我不知道为什么 gcc 在溢出的寄存器 arg 之前留下额外的填充； gcc 经常有这种错过的优化。它没有给 a 任何特殊对齐方式。
如果您添加额外的本地数组，它们将填满溢出 arg 上方的 16 个字节，仍然溢出到 -20(%rbp)。 （参见神箭link中的function2）
我还在 Godbolt link 中包含 clang -O0、icc -O3 和 MSVC 优化输出。有趣的事实：ICC 选择优化掉 volatile char buffer[1] = {'x'}; 而没有实际存储到内存中，但 MSVC 将其分配在影子 space 中。 （Windows x64 使用不同的调用约定，并且在 return 地址上方有 32B 阴影 space 而不是堆栈指针下方的 128B 红色区域。）
clang/LLVM -O0 选择将 a 溢出到 RSP 正下方，并将数组放在其下方 1 个字节。
用只是char buffer而不是char buffer[1]
我们从 gcc -O0 得到 movl %edi, -4(%rbp) # a, a。它显然完全优化了未使用和未初始化的局部变量，并在保存的 RBP 正下方溢出 a。 （我没有 运行 它在 GDB 下，也没有查看调试信息以查看 &buffer 是否会给我们。）
所以，您再次混淆了 a 和 buffer。
如果我们用 char buffer = 'x' 初始化它，我们将回到旧的堆栈布局，buffer 在 -1(%rbp)。
或者即使我们只是在没有初始化器的情况下使它成为 volatile char buffer;，那么 space 因为它存在于堆栈中并且 a 被溢出到 -20(%rbp) 即使没有存储完成 buffer.
我有以下 C 函数：
void function(int a) {
char buffer[1];
}
它产生以下汇编代码（gcc 0 优化，64 位机器）：
function:
pushq %rbp
movq %rsp, %rbp
movl %edi, -20(%rbp)
nop
popq %rbp
ret
问题：
- 为什么缓冲区占用20个字节？
- 如果我声明
char buffer而不是char buffer[1]，则偏移量为 4 个字节，但我希望看到 8 个字节，因为机器是 64 位的，我认为它将使用 qword（64 位）。
提前致谢，如果问题重复，我很抱歉，我找不到答案。
4 bytes aligned char ,8 bytes pushed rbp, 8 bytes a = 20. a 的起始地址是当前堆栈指针减去 20
movl %edi, -20(%rbp) 将函数 arg 从寄存器溢出到堆栈指针下方的红色区域。它有 4 个字节长，在 RSP 下面留下 space 的 16 个字节。
gcc 的 -O0（朴素的反优化）代码生成函数实际上并没有触及它为 buffer[] 保留的内存，所以你不知道它在哪里。
你不能推断 buffer[] 在红色区域用完了 a 以上的所有 16 个字节，只是 gcc 在有效打包局部变量方面做得不好（因为你用 -O0 所以它甚至没有尝试）。但肯定是 而不是 20，因为 space 所剩无几。除非它把 buffer[] 放在 a 下面，在 128 字节红色区域的其余部分的其他地方。 （提示：它没有。）
如果我们为数组添加一个初始值设定项，我们可以看到它实际存储字节的位置。
void function(int a) {
volatile char buffer[1] = {'x'};
}
由gcc8.2编译-xc -O0 -fverbose-asm -Wall on the Godbolt compiler explorer:
function:
pushq %rbp
movq %rsp, %rbp # function prologue, creating a traditional stack frame
movl %edi, -20(%rbp) # a, a
movb 0, -1(%rbp) #, buffer
nop # totally useless, IDK what this is for
popq %rbp # tear down the stack frame
ret
所以 buffer[] 实际上是一个字节长，右 低于保存的 RBP 值。
x86-64 System V ABI 要求对至少 16 字节长的自动存储阵列进行 16 字节对齐，但此处情况并非如此，因此该规则不适用。
我不知道为什么 gcc 在溢出的寄存器 arg 之前留下额外的填充； gcc 经常有这种错过的优化。它没有给 a 任何特殊对齐方式。
如果您添加额外的本地数组，它们将填满溢出 arg 上方的 16 个字节，仍然溢出到 -20(%rbp)。 （参见神箭link中的function2）
我还在 Godbolt link 中包含 clang -O0、icc -O3 和 MSVC 优化输出。有趣的事实：ICC 选择优化掉 volatile char buffer[1] = {'x'}; 而没有实际存储到内存中，但 MSVC 将其分配在影子 space 中。 （Windows x64 使用不同的调用约定，并且在 return 地址上方有 32B 阴影 space 而不是堆栈指针下方的 128B 红色区域。）
clang/LLVM -O0 选择将 a 溢出到 RSP 正下方，并将数组放在其下方 1 个字节。
用只是char buffer而不是char buffer[1]
我们从 gcc -O0 得到 movl %edi, -4(%rbp) # a, a。它显然完全优化了未使用和未初始化的局部变量，并在保存的 RBP 正下方溢出 a。 （我没有 运行 它在 GDB 下，也没有查看调试信息以查看 &buffer 是否会给我们。）
所以，您再次混淆了 a 和 buffer。
如果我们用 char buffer = 'x' 初始化它，我们将回到旧的堆栈布局，buffer 在 -1(%rbp)。
或者即使我们只是在没有初始化器的情况下使它成为 volatile char buffer;，那么 space 因为它存在于堆栈中并且 a 被溢出到 -20(%rbp) 即使没有存储完成 buffer.