32位x86程序集中堆栈对齐的责任

Question

我试图清楚地了解谁（调用者或被调用者）负责堆栈对齐。64位程序集的情况相当清楚，它是由调用者完成的。

参考System V AMD64 ABI，第3.2.2节堆栈框架：

输入参数区域的末尾应在16（32，如果__m256在堆栈上传递）字节边界上对齐。

换句话说，应该可以安全地假设，对于被调用函数的每个切入点：

16 |（%rsp 8）

保持（额外的8是因为调用隐式地将返回地址推送到堆栈上）。

它在32位世界中看起来如何（假设cdecl）？我注意到，gcc使用以下构造将对齐放置在被调用函数内：

and esp, -16

这似乎表明，这是被叫人的责任。

为了更清楚，请考虑以下NASM代码：

global main
extern printf
extern scanf
section .rodata
    s_fmt   db "%d %d", 0
    s_res   db `%d with remainder %d\n`, 0
section .text
main:
    start   0, 0
    sub     esp, 8
    mov     DWORD [ebp-4], 0 ; dividend
    mov     DWORD [ebp-8], 0 ; divisor

    lea     eax, [ebp-8]
    push    eax
    lea     eax, [ebp-4]
    push    eax
    push    s_fmt
    call    scanf
    add     esp, 12

    mov     eax, [ebp-4]
    cdq
    idiv    DWORD [ebp-8]

    push    edx
    push    eax
    push    s_res
    call    printf

    xor     eax, eax
    leave
    ret

调用scanf之前是否需要对齐堆栈？如果是这样，则需要将esp%减少四个字节，然后将这两个参数推送到scanf

4 bytes (return address)
4 bytes (%ebp of previous stack frame)
8 bytes (for two variables)
12 bytes (three arguments for scanf)
= 28




Answer 1

匿名用户

GCC只在main中进行额外的堆栈对齐；这个功能很特别。如果您查看任何其他函数的code gen，您将看不到它，除非您有一个带有alignas（32）的局部函数。

GCC只是对m32采取了一种防御方法，没有假设使用正确的16B对齐堆栈调用主。或者这种特殊处理是在堆栈边界=4时遗留下来的，这只是一个好主意，而不是定律。

i386 System V ABI多年来一直保证/要求ESP 4在进入功能时与16B对齐。（即ESP必须在调用指令之前与16B对齐，因此堆栈上的参数从16B边界开始。这与x86-64 System V相同。）

ABI还保证新的32位进程从16B边界上对齐的ESP开始（例如，在ELF入口点，ESP指向argc，而不是返回地址），glibc CRT代码保持这种对齐。

就呼叫约定而言，EBP只是另一个保留呼叫的寄存器。但是可以肯定的是，编译器输出不省略帧指针时，确实会将ebp推到其他调用保留寄存器（如EBX）之前，因此保存的ebp值形成一个链表。（因为它还执行mov ebp、esp在推送后设置帧指针的部分。）

也许gcc是防御型的，因为一个非常古老的Linux内核（在i386 ABI版本之前，当时所需的对齐仅为4B）可能会违反这一假设，并且它只是一对额外的指令，在进程的生命周期中运行一次（假设程序不递归调用main）。

与gcc不同，clang假设堆栈在进入main时正确对齐。（clang还假设窄参数已被符号或零扩展到32位，即使当前的ABI版本尚未指定该行为）。gcc和clang都发出在调用方中发出的代码，但在被调用方中只有clang依赖于它。这在64位代码中发生，但我没有检查32位。）

查看上的编译器输出http://gcc.godbolt.org/对于main和函数，如果您好奇的话，可以使用main以外的函数。

前几天我刚刚更新了x86标签wiki中的ABI链接。http://x86-64.org/还是死了，似乎不会回来了，所以我更新了System V链接，指向HJ Lu的github repo中当前版本的PDF文件，以及他的带有链接的页面。

请注意，SCO站点上的最新版本不是当前版本，并且不包括16B堆栈对齐要求。

我认为某些BSD版本仍然不需要/维护16字节堆栈对齐。