函数参数加载到 x64 上的寄存器

Question

我有这个小 C 代码

void decode(int *xp,int *yp,int *zp)
{
      int a,b,c;
      a=*yp;
      b=*zp;
      c=*xp;
      *yp=c;
      *zp=a;
      *xp=b;
}

然后我使用 gcc -c -O1 decode.c 将其编译为目标文件，然后使用 objdump -M intel -d decode.o 转储该对象，等效的汇编代码是

mov ecx,DWORD PTR [rsi]
mov eax,DWORD PTR [rdx]
mov r8d,DWORD PTR [rdi]
mov DWORD PTR [rsi],r8d
mov DWORD PTR [rdx],ecx
mov DWORD PTR [rdi],eax
ret

我注意到它根本不使用堆栈。但是首先仍然需要将值加载到寄存器中。所以我的问题是如何将参数加载到寄存器中？编译器会自动将参数加载到幕后的寄存器中吗？还是发生了其他事情？因为没有将参数加载到寄存器中的指令。

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还有一点离题。当您增加对编译原始源代码和机器代码之间关系的优化时，会增加将机器代码与源代码相关联的难度。默认情况下，如果您没有为 GCC 指定优化标志，它不会优化代码。因此，我尝试在不进行任何优化的情况下进行编译以从源代码中获得预期的结果，但我得到的是与源代码无关且易于理解的 4-5 倍大的机器代码。但是当我应用 1 级优化时，代码看起来可以理解并且与源代码相关。但为什么呢？

Answer 1

参数被加载到调用者的寄存器中。示例：

int a;
int b;

int f(int, int);

int g(void) {
  return f(a, b);
}

查看为g生成的代码：

$ gcc -O1 -S t.c
$ cat t.s
…
movl    b(%rip), %esi
movl    a(%rip), %edi
call    f

第二个问题：

所以我尝试在不进行任何优化的情况下进行编译以从源代码中获得预期的结果，但我得到的是与源代码无关且易于理解的 4-5 倍大的机器代码。

发生这种情况是因为未优化的代码很愚蠢。它是中间表示的直接翻译，其中每个变量都存储在堆栈中，即使它不需要，每次转换都由显式操作表示，即使不需要，等等。 -O1 是读取生成程序集的最佳优化级别。也可以禁用帧指针，这样可以将简单功能的开销降至最低。