为什么C在调用汇编函数时不将指针压入堆栈？答案

【问题标题】：Why does C not push a pointer on the stack when calling a assembly function?为什么C在调用汇编函数时不将指针压入堆栈？
【发布时间】：2017-01-08 17:54:42
【问题描述】：

我目前正在尝试从 C 中调用汇编函数获得一些经验。因此，我创建了一个小程序来计算所有数组元素的总和。

C 代码如下所示：

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>

extern int32_t arrsum(int32_t* arr,int32_t length);

int main()
{
    int32_t test[] = {1,2,3};
    int32_t length = 3;
    int32_t sum = arrsum(test,length);
    printf("Sum of arr: %d\n",sum);
    return 0;
}

而汇编函数是这样的：

.text
.global arrsum
arrsum:

    pushq %rbp
    movq %rsp, %rbp

    pushq %rdi
    pushq %rcx

    movq 24(%rbp),%rcx
    #movq 16(%rbp),%rdi

    xorq %rax,%rax

    start_loop:
    addl (%rdi),%eax
    addq $4,%rdi
    loop start_loop

    popq %rcx
    popq %rdi

    movq %rbp , %rsp
    popq %rbp
    ret

我假设 C 遵循调用约定并将所有参数压入堆栈。事实上，在位置 24(%rbp) 我能够找到数组的长度。我希望在 16(%rbp) 处找到指向数组的指针，但我只是找到了 0x0。经过一些调试，我发现 C 根本没有推送指针，而是将整个指针移动到 %rdi 寄存器中。

为什么会这样？我找不到有关此行为的任何信息。

【问题讨论】：

如果您使用 gcc 或 clang，您可以在编译 C 文件时传递“-S”，它将转储出它生成的程序集。这可能会帮助您调试 C 代码正在执行的操作。

标签： c pointers assembly x86 x86-64

【解决方案1】：

C 编译器将使用的调用约定取决于您的系统、传递给编译器的元数据和标志。听起来您的编译器正在使用此处详述的 System V AMD64 调用约定：https://en.m.wikipedia.org/wiki/X86_calling_conventions（暗示您在 64 位 x86 芯片上使用类 Unix 操作系统）。基本上，在这个约定中，大多数参数都进入寄存器，因为它更快，并且 64 位 x86 系统有足够的寄存器来完成这项工作（通常）。

【讨论】：

【解决方案2】：

我假设 C 遵循调用约定并将所有参数压入堆栈。

没有“the”调用约定。通过堆栈传递参数只是一个可能的调用约定（许多）。这种策略在 32 位系统上很常用，但即便如此，它也不是传递参数的唯一方式。

大多数 64 位调用约定在寄存器中传递前 4-6 个参数，这通常比在堆栈中传递它们更有效。

这里使用的调用约定具体取决于系统；您的问题并没有提供太多线索，您使用的是 Windows 还是 *nix，但我猜测您使用的是 *nix，因为参数是在 rdi 中传递的登记。在这种情况下，编译器将遵循System V AMD64 ABI。

在 System V AMD64 调用约定中，前六个整数大小的参数（也可以是指针）在寄存器 RDI、RSI、RDX、RCX、R8 中传递和R9，按此顺序。每个寄存器专用于一个参数，因此参数 1 总是进入 RDI，参数 2 总是进入 RSI，以此类推。相反，浮点参数通过向量寄存器XMM0-XMM7 传递。附加参数以相反的顺序在堆栈上传递。

x86 标签 wiki 中提供了有关此和其他常见调用约定的更多信息。

【讨论】：