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

Question

我在通过GDB查看一些文件的时候发现，很频繁，函数开头有这三行代码

   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，函数通常是这样启动的。

谢谢你。

Answer 1

这是将堆栈指针对齐到 16 字节边界，因为有时(对于 SSE)CPU 需要 16 字节的数据对齐。

一个好的编译器会检查调用图(找出什么调用什么)，并决定:

该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

该函数的所有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)

实际需要16字节对齐的数据可以给定16字节对齐，而不用对齐栈本身

以上都不能被证明是正确的，所以函数必须假设“最坏的情况”并自行强制对齐(例如你在函数开始时看到的指令)

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)是非常罕见的。

然而;大多数编译器都不好，因为它们无法看到整个程序(如果将程序拆分为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)。他们无法弄清楚很多/任何调用图，因此最后一种情况(需要您显示的代码)变得非常普遍。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，并且对于某些事情(为了避免重线程代码中的错误共享)，您可能需要“缓存行大小对齐”(通常也是 64 字节对齐)。这使得“检查调用图以确定实际需要什么对齐”算法比我描述的要复杂一些。