assembly - 从x86-64打印 float 似乎需要保存％rbp

Question

当我在Ubuntu上使用gcc 4.6.1编写一个与C库链接的简单汇编语言程序时，我尝试打印一个整数，它可以正常工作:

        .global main
        .text
main:
        mov     $format, %rdi
        mov     $5, %rsi
        mov     $0, %rax
        call    printf
        ret
format:
        .asciz  "%10d\n"

如预期，这将打印5。

但是现在，如果我做了一些小的更改，并尝试打印浮点值:

        .global main
        .text
main:
        mov     $format, %rdi
        movsd   x, %xmm0
        mov     $1, %rax
        call    printf
        ret
format:
        .asciz  "%10.4f\n"
x:
        .double 15.5

此程序无法打印任何内容而出现故障。只是一个悲伤的段。

但是我可以通过推送并弹出 %rbp来解决此问题。

        .global main
        .text
main:
        push    %rbp
        mov     $format, %rdi
        movsd   x, %xmm0
        mov     $1, %rax
        call    printf
        pop     %rbp
        ret
format:
        .asciz  "%10.4f\n"
x:
        .double 15.5

现在，它可以工作并打印15.5000。

我的问题是:为什么推送和弹出 %rbp会使应用程序正常工作？根据ABI的说法， %rbp是被调用者必须保留的寄存器之一，因此 printf不能将其弄乱。实际上，当仅将一个整数传递给 printf时， printf在第一个程序中起作用。那么问题一定在其他地方吗？

Answer 1

我怀疑该问题与%rbp没有任何关系，而是与堆栈对齐有关。引用ABI:

The ABI requires that stack frames be aligned on 16-byte boundaries. Specifically, the end of the argument area (%rbp+16) must be a multiple of 16. This requirement means that the frame size should be padded out to a multiple of 16 bytes.

输入 main()时，堆栈已对齐。调用 printf()将返回地址压入堆栈，将堆栈指针移动8个字节。您可以通过将另外八个字节压入堆栈来恢复对齐状态(碰巧是 %rbp，但也很可能是其他字节)。

这是 gcc生成的代码(也是 on the Godbolt compiler explorer):

.LC1:
        .ascii "%10.4f\12\0"
main:
        leaq    .LC1(%rip), %rdi   # format string address
        subq    $8, %rsp           ### align the stack by 16 before a CALL
        movl    $1, %eax           ### 1 FP arg being passed in a register to a variadic function
        movsd   .LC0(%rip), %xmm0  # load the double itself
        call    printf
        xorl    %eax, %eax         # return 0 from main
        addq    $8, %rsp
        ret

如您所见，它通过从 %rsp的开头减去8，然后在结尾将其重新添加，来满足对齐要求。

相反，您可以对所需的任何寄存器执行虚拟插入/弹出操作，而不是直接操作 %rsp。 some compilers do use a dummy push to align the stack，因为 this can actually be cheaper在现代CPU上，并节省了代码大小。