为什么 g++ 编译后的代码会超出堆栈指针？

Question

为了更好地理解汇编，我使用 g++ 编译了一个简单的 C++ 程序，然后使用 gdbgui 逐步执行。我在程序中的几个连续点制作了堆栈和寄存器状态的图形，以帮助自己更好地理解到底发生了什么。看起来程序 writes/reads 在执行期间多次超出堆栈指针的内存。这让我很吃惊。我的印象是程序永远不应该超出堆栈指针。我了解它是如何工作的，相对寻址是基于基指针的，但我希望程序以某种方式调整堆栈指针以包含它计划使用的内存。这种超越栈的写法是编译器常用的技术吗？

C++:

#include <iostream>

int square(int i) {
    i = i * i;
    return i;
}

int main() {
    int i = square(2);
}

在 Ubuntu 19.10 上编译：

g++ -o square_2 square_2.cpp

g++ 版本：

g++ -v
Using built-in specs.
COLLECT_GCC=g++
COLLECT_LTO_WRAPPER=/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/9/lto-wrapper
OFFLOAD_TARGET_NAMES=nvptx-none:hsa
OFFLOAD_TARGET_DEFAULT=1
Target: x86_64-linux-gnu
Configured with: ../src/configure -v --with-pkgversion='Ubuntu 9.2.1-9ubuntu2' --with-bugurl=file:///usr/share/doc/gcc-9/README.Bugs --enable-languages=c,ada,c++,go,brig,d,fortran,objc,obj-c++,gm2 --prefix=/usr --with-gcc-major-version-only --program-suffix=-9 --program-prefix=x86_64-linux-gnu- --enable-shared --enable-linker-build-id --libexecdir=/usr/lib --without-included-gettext --enable-threads=posix --libdir=/usr/lib --enable-nls --enable-bootstrap --enable-clocale=gnu --enable-libstdcxx-debug --enable-libstdcxx-time=yes --with-default-libstdcxx-abi=new --enable-gnu-unique-object --disable-vtable-verify --enable-plugin --enable-default-pie --with-system-zlib --with-target-system-zlib=auto --enable-multiarch --disable-werror --with-arch-32=i686 --with-abi=m64 --with-multilib-list=m32,m64,mx32 --enable-multilib --with-tune=generic --enable-offload-targets=nvptx-none,hsa --without-cuda-driver --enable-checking=release --build=x86_64-linux-gnu --host=x86_64-linux-gnu --target=x86_64-linux-gnu
Thread model: posix
gcc version 9.2.1 20191008 (Ubuntu 9.2.1-9ubuntu2)

来自 gdb 的相关程序集：

0x55555555516d     push rbp
0x55555555516e     mov rbp,rsp
0x555555555171     mov DWORD PTR [rbp-0x4],edi
0x555555555174     mov eax,DWORD PTR [rbp-0x4]
0x555555555177     imul eax,eax
0x55555555517a     mov DWORD PTR [rbp-0x4],eax
0x55555555517d     mov eax,DWORD PTR [rbp-0x4]
0x555555555180     pop rbp
0x555555555181     ret

Execution Trace

我用黄色高亮显示值何时更新，用绿色高亮显示堆栈指针当前指向的内存内容。

gdbgui screenshot

Answer 1

在 SysV ABI 下的 x86-64 上，函数在堆栈指针下方最多写入 128 个字节是合法的；参见 Section 3.2.2. This area is known as the 。任何可能使用相同堆栈的异步代码都需要单独保留这 128 个字节。

为什么 g++ 编译后的代码会超出堆栈指针？

Why would g++ compiled code write beyond stack pointer?

c++

gcc

disassembly