linux - 为什么 "lea..and..push"汇编代码经常出现在函数的开头？

Question

我发现当我通过GDB查看一些文件时，很多时候，函数的开头有这三行代码

   0x08048548 <+0>:     lea    ecx,[esp+0x4]
   0x0804854c <+4>:     and    esp,0xfffffff0
   0x0804854f <+7>:     push   DWORD PTR [ecx-0x4]

我通常会忽略它们，因为在创建这三行堆栈帧之后，这就是函数通常启动的方式。

谢谢。

Answer 1

这会将堆栈指针对齐到 16 字节边界，因为有时(对于 SSE)CPU 需要数据的 16 字节对齐。

一个好的编译器会检查调用图(找出什么调用什么)，并决定:

• 函数本身不需要堆栈对齐，也不会调用其他需要堆栈对齐的函数；因此不需要堆栈对齐

• 所有函数的调用者都使用对齐的堆栈，因此:

  • 该函数只需要进行固定调整即可重新建立预先存在的对齐方式，例如 sub esp, 8 (可以与任何为局部变量保留堆栈空间的代码合并)
  • 真正需要16字节对齐的数据可以给予16字节对齐，而不需要对齐堆栈本身

• 以上都不能被证明是正确的，因此函数必须假设“最坏情况”并自行强制对齐(例如，您在函数开头看到的指令)

当然，对于一个好的编译器来说，最后一种情况(需要您显示的代码)是极其罕见的。

但是；大多数编译器都不好，因为它们无法看到整个程序(如果程序被分成多个单独编译的目标文件，那么编译器一次只能看到程序的一小部分)。他们无法弄清楚大部分/任何调用图，因此最后一种情况(需要您显示的代码)变得非常常见。要解决这个问题，您需要“链接时间代码生成”，但通常人们不会打扰。

注意:对于 AVX2，您需要 32 字节对齐，对于 AVX512，您需要 64 字节对齐，对于某些事情(为了避免在多线程代码中出现错误共享)，您可能需要“缓存行大小对齐”(通常还需要64 字节对齐)。这使得“检查调用图以确定实际需要什么对齐”算法比我所描述的稍微复杂一些。