System V amd64如何处理很长的返回值？

Question

我正在简要研究SystemVABIforamd64/x86-64体系结构，并很好奇它如何处理超过128位的返回值，其中rax和rdx还不够。

我在 Ubuntu 18.04 64 位（更一般地说，任何符合 amd64 POSIX 的系统）上编写了以下 C 代码：

struct big {
    long long a, b, c, d;
};

struct big bigfunc(void) {
    struct big r = {12, 34, 56, 78};
    return r;
}

将其编译为gcc-S-masm=intel t. c，并检查t. s：

        .file   "t.c"
        .intel_syntax noprefix
        .text
        .globl  bigfunc
        .type   bigfunc, @function
bigfunc:
.LFB0:
        .cfi_startproc
        mov     QWORD PTR -40[rsp], rdi
        mov     QWORD PTR -32[rsp], 12
        mov     QWORD PTR -24[rsp], 34
        mov     QWORD PTR -16[rsp], 56
        mov     QWORD PTR -8[rsp], 78
        mov     rcx, QWORD PTR -40[rsp]
        mov     rax, QWORD PTR -32[rsp]
        mov     rdx, QWORD PTR -24[rsp]
        mov     QWORD PTR [rcx], rax
        mov     QWORD PTR 8[rcx], rdx
        mov     rax, QWORD PTR -16[rsp]
        mov     rdx, QWORD PTR -8[rsp]
        mov     QWORD PTR 16[rcx], rax
        mov     QWORD PTR 24[rcx], rdx
        mov     rax, QWORD PTR -40[rsp]
        ret
        .cfi_endproc
.LFE0:
        .size   bigfunc, .-bigfunc
        .ident  "GCC: (Ubuntu 7.3.0-27ubuntu1~18.04) 7.3.0"
        .section        .note.GNU-stack,"",@progbits

毫不奇怪，结构定义没有编译成任何指令，所以输出只包含函数bigfunc。输出程序集看起来非常简单，从堆栈中为struct bigfunc分配内存并分配初始值，然后返回它。

如果我理解正确的话，在执行< code>ret之前，寄存器< code>rax包含函数调用开始处的< code>rdi的值(来自< code>QWORD PTR -40[rbp])。根据SysV，< code>rdi是提供给函数的第一个参数，这是不可能的，因为函数不接受任何参数。所以我有几个问题:

< li >当函数< code>bigfunc不带参数时，< code>rdi是什么？ < li >什么是< code>rax(作为包含返回值的寄存器)，当< code>rdx在此函数中未被触及时？ < li >该函数如何返回这个256位C结构？

Answer 1

根据ABI（1），第22页

如果类型有类MEMORY，那么调用者会为返回值提供空间，并在%rdi中传递此存储的地址，就像它是函数的第一个参数一样。实际上，这个地址变成了“隐藏”的第一个字母。此存储不得与被调用方通过此参数以外的其他名称看到的任何数据重叠。返回时，%rax将包含调用者在%rdi中传入的地址

第17、18和19页描述了分类，我相信第19页的下面是将struct big指定为MEMORY类的子句。

（c） 如果聚合的大小超过 2 个 8 字节，而前 8 个字节不是 SSE 或任何其他 8 个字节不是 SSEUP，则整个参数将在内存中传递。

也就是说，调用者必须为返回值分配内存，并在%rdi中传递一个指向该内存的指针(被调用的函数在%rax中返回相同的地址)

(1)在https://github.com/hjl-tools/x86-psABI/wiki/X86-psABI有更新的官方版本的ABI，虽然链接目前不能正常工作。