在 Linux/x86-84 上传递大对象的 C++ 调用约定

Question

我试图了解在 C++/Linux/x86-64 平台中按值传递对象作为函数参数的开销。
我用于探索的实验代码发布在下面和godbolt.org上:https://godbolt.org/z/r9Yfv4
假设函数是一元的。我观察到的是:

如果参数对象的大小为 8 字节，则将其放入 RDI。

如果参数大小为 16 字节(每 8 字节包含两个子对象)，则将这两个子对象放入 RDI 和 RSI。

如果参数大于 16 字节，它将通过堆栈传递。

我只考虑整型和指针以及这些基本类型的组合类型。我知道传递 float / double 是不同的。std::function尺寸是 32 字节(GCC/Linux 实现，长 + 长 + 指针 + 指针 = 32 字节。)。所以路过std::function按值应该看起来像 pass struct Person4在我的代码中定义。但是输出程序集显示通过 std::function和pass很不一样struct Person3 .看起来 std::function 是通过指针传递的，对吗？为什么会有这样的差异？

#include <functional>

struct Person0 {
  long name;
};

long GetName(Person0 p) {
  return p.name;
}

struct Person1 {
  long name;
  long age;
};

long GetName(Person1 p) {
  return p.name;
}

struct Person2 {
  long name;
  long age;
  long height;
};

long GetName(Person2 p) {
  return p.name;
}

struct Person3 {
  long name;
  long age;
  long height;
  long weight;
};

long GetName(Person3 p) {
  return p.name + sizeof(p);
}

long Invoke(std::function<long(long)> f) {
  return f(20) + sizeof(f);
}


int main() {
  Person3 p;
  p.name = 13;
  p.age = 23;
  p.height = 33;
  p.weight = 43;
  long n = GetName(p);

  std::function<long(long)> ff;
  Invoke(ff);
  return 0;
}

Answer 1

您要阅读的文档是 System V ABI for x86-64 ，特别是第 3.2.3 节
«参数传递»
大于 32 字节的结构始终在堆栈上。
对于 <= 32 字节的结构，有一些逻辑在进行:

合并后清理表明，如果大小大于 2 个 eighbytes(16 字节)，并且第一个参数不是 SSE，或者任何其他参数都不是 SSEUP，则整个聚合被归类为 MEMORY(堆栈)。
关于std::function的使用，最后一条规则可以解释它:

2. If a C++ object has either a non-trivial copy constructor or a non-trivial destructor, it is passed by invisible reference (the object is replaced in the parameter list by a pointer that has class INTEGER)