为什么我的缓冲区在堆栈上分配的内存比我要求的多？

Question

这是我的源代码：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#define MAX 500

int main(int argc, char** argv)
{
        if (argc != 2)
                exit(1);
        char str[MAX];
        strcpy(str, argv[1]);
        return 0;
}

我 disas 使用 gdb 组合 main 并得到以下结果：

Dump of assembler code for function main:
   0x0000000000001145 <+0>:     push   %rbp
   0x0000000000001146 <+1>:     mov    %rsp,%rbp
   0x0000000000001149 <+4>:     sub    [=11=]x210,%rsp
   .
   .
   .
End of assembler dump.

这里值得注意的是：

0x0000000000001149 <+4>: sub [=15=]x210,%rsp

我的问题是-
为什么有 [=16=]x210（528 字节），而我要求的应该是 [=17=]x1f4（500 字节）？

Answer 1

我猜你正在使用 gcc 并在没有优化的情况下进行编译，比如 this (godbolt)。

这里发生了几件事：

首先，在没有优化的情况下进行编译时，编译器会尝试确保每个局部变量在内存中都有一个地址，以便调试器可以轻松地检查或修改它。这包括函数参数，这些参数在 x86-64 上以其他方式通过寄存器传递。因此，编译器需要分配额外的堆栈 space，其中 argc 和 argv 参数可以“溢出”。您可以在程序集的第 5 行和第 6 行看到溢出：

        movl    %edi, -516(%rbp)
        movq    %rsi, -528(%rbp)

如果仔细观察，您可能会注意到编译器将 argc（来自 %edi）放置在地址 -516(%rbp) 处浪费了 4 个字节，而 -520(%rbp) 本来可用.原因还不完全清楚，但毕竟不是优化！这样我们就达到了 516 字节。

另一个问题是 x86-64 ABI 需要 16 字节堆栈对齐；参见。在这种情况下，长话短说，这意味着我们的堆栈调整需要是 16 字节的倍数。（return 地址和压入的 rbp 再添加 16 个字节，这不会影响对齐。）所以我们的 516 必须四舍五入到下一个 16 的倍数，即 528。

如果编译器更加小心并且没有浪费 argc 和 argv 之间的 4 个字节，我们本可以只用 512 个字节。不过，使用 528 的一个好处是缓冲区 str 最终以 16 字节对齐。对于 char 的数组，其最小对齐仅为 1，这不是必需的，但它可以使 strcpy 等字符串函数更有效地使用快速 SIMD 算法。我不确定编译器是故意这样做还是只是巧合。

为什么我的缓冲区在堆栈上分配的内存比我要求的多？

Why does my buffer have more memory allocated on the stack than I asked for?

c

assembly

x86-64

stack-memory