c - 堆栈分配、填充和对齐

Question

我一直在努力更深入地了解编译器如何生成机器代码，更具体地说，GCC 如何处理堆栈。在这样做的过程中，我一直在编写简单的 C 程序，将它们编译成汇编，并尽我最大的努力来理解结果。这是一个简单的程序及其生成的输出:

asmtest.c:

void main() {
    char buffer[5];
}

asmtest.s:

pushl   %ebp
movl    %esp, %ebp
subl    $24, %esp
leave
ret

令我困惑的是为什么要为堆栈分配 24 个字节。我知道由于处理器寻址内存的方式，堆栈必须以 4 为增量进行分配，但如果是这种情况，我们应该只将堆栈指针移动 8 个字节，而不是 24 个字节。作为引用，缓冲区为 17 bytes 产生一个堆栈指针移动 40 个字节，并且根本没有缓冲区移动堆栈指针 8。1 到 16 个字节之间的缓冲区移动 ESP 24 个字节。

现在假设 8 个字节是一个必要的常量(需要它做什么？)，这意味着我们正在分配 16 个字节的 block 。为什么编译器会以这种方式对齐？我使用的是 x86_64 处理器，但即使是 64 位字也只需要 8 字节对齐。为什么会出现差异？

作为引用，我在运行 10.5 和 gcc 4.0.1 且未启用优化的 Mac 上编译它。

Answer 1

这是一个由 -mpreferred-stack-boundary=n 控制的 gcc 功能，其中编译器试图使堆栈上的项目与 2^n 对齐。如果将 n 更改为 2，它只会在堆栈上分配 8 个字节。 n 的默认值为 4 即它会尝试对齐到 16 字节边界。

为什么会有“默认”8字节然后24=8+16字节是因为堆栈已经包含8字节用于leave和ret，所以编译后的代码必须首先将堆栈调整 8 个字节以使其对齐到 2^4=16。