如何在 x86-64 下保留参数/参数寄存器？

Question

System V AMD64 ABI call convention 是这样规定的：

注册%rbp、%rbx和%r12到%r15“属于”呼叫 函数和被调用函数需要保存它们的值。 换句话说，被调用的函数必须保留这些寄存器' 调用者的值。剩余的寄存器“属于”被调用 功能。如果调用函数想要保留这样的寄存器 跨函数调用的值，它必须将值保存在其本地 堆栈帧。

例如，给定以下代码：

void f1(const int i, const double j, const char * k)
{
    printf("i = %d\n", i);
    printf("j = %g\n", j);
    printf("k = %s\n", k);
}

程序集表示为：

f1():
  4004f4:   55                      push   %rbp
  4004f5:   48 89 e5                mov    %rsp,%rbp
  4004f8:   48 83 ec 20             sub    $0x20,%rsp
  4004fc:   89 7d fc                mov    %edi,-0x4(%rbp)
  4004ff:   f2 0f 11 45 f0          movsd  %xmm0,-0x10(%rbp)
  400504:   48 89 75 e8             mov    %rsi,-0x18(%rbp)
  400508:   b8 70 06 40 00          mov    $0x400670,%eax
  40050d:   8b 55 fc                mov    -0x4(%rbp),%edx
  400510:   89 d6                   mov    %edx,%esi
  400512:   48 89 c7                mov    %rax,%rdi
  400515:   b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax
  40051a:   e8 d1 fe ff ff          callq  4003f0 <printf@plt>
  40051f:   b8 78 06 40 00          mov    $0x400678,%eax
  400524:   f2 0f 10 45 f0          movsd  -0x10(%rbp),%xmm0
  400529:   48 89 c7                mov    %rax,%rdi
  40052c:   b8 01 00 00 00          mov    $0x1,%eax
  400531:   e8 ba fe ff ff          callq  4003f0 <printf@plt>
  400536:   b8 80 06 40 00          mov    $0x400680,%eax
  40053b:   48 8b 55 e8             mov    -0x18(%rbp),%rdx
  40053f:   48 89 d6                mov    %rdx,%rsi
  400542:   48 89 c7                mov    %rax,%rdi
  400545:   b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax
  40054a:   e8 a1 fe ff ff          callq  4003f0 <printf@plt>
  40054f:   c9                      leaveq 
  400550:   c3                      retq  

在本例中，参数已传入%edi、%xmm0 和%rsi。调用约定规定这些寄存器“属于”被调用函数，这意味着f1 没有义务保留它们的值。事实上，%edi、%xmm0 和 %rsi 都被丢弃在以下几行：

400510: 89 d6                   mov    %edx,%esi
400512: 48 89 c7                mov    %rax,%rdi
..
400524: f2 0f 10 45 f0          movsd  -0x10(%rbp),%xmm0

我想保留所有参数寄存器。文档说明该值可以保存在我尝试过的本地堆栈中，如下所示：

void f1(const int i, const double j, const char * k)
{
    uint32_t edi;
    __asm ("movl %%edi, %0;" : "=r" ( edi ));

    printf("i = %d\n", i);
    printf("j = %g\n", j);
    printf("k = %s\n", k);

    __asm ("movl %0, %%edi;" : "=d"( edi ));
}

这会生成以下内容：

f1():
  4004f4:   55                      push   %rbp
  4004f5:   48 89 e5                mov    %rsp,%rbp
  4004f8:   53                      push   %rbx
  4004f9:   48 83 ec 38             sub    $0x38,%rsp
  4004fd:   89 7d dc                mov    %edi,-0x24(%rbp)
  400500:   f2 0f 11 45 d0          movsd  %xmm0,-0x30(%rbp)
  400505:   48 89 75 c8             mov    %rsi,-0x38(%rbp)
  400509:   89 fb                   mov    %edi,%ebx
  40050b:   89 5d ec                mov    %ebx,-0x14(%rbp)
  40050e:   b8 80 06 40 00          mov    $0x400680,%eax
  400513:   8b 55 dc                mov    -0x24(%rbp),%edx
  400516:   89 d6                   mov    %edx,%esi
  400518:   48 89 c7                mov    %rax,%rdi
  40051b:   b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax
  400520:   e8 cb fe ff ff          callq  4003f0 <printf@plt>
  400525:   b8 88 06 40 00          mov    $0x400688,%eax
  40052a:   f2 0f 10 45 d0          movsd  -0x30(%rbp),%xmm0
  40052f:   48 89 c7                mov    %rax,%rdi
  400532:   b8 01 00 00 00          mov    $0x1,%eax
  400537:   e8 b4 fe ff ff          callq  4003f0 <printf@plt>
  40053c:   b8 90 06 40 00          mov    $0x400690,%eax
  400541:   48 8b 55 c8             mov    -0x38(%rbp),%rdx
  400545:   48 89 d6                mov    %rdx,%rsi
  400548:   48 89 c7                mov    %rax,%rdi
  40054b:   b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax
  400550:   e8 9b fe ff ff          callq  4003f0 <printf@plt>
  400555:   89 d7                   mov    %edx,%edi
  400557:   89 d3                   mov    %edx,%ebx
  400559:   89 5d ec                mov    %ebx,-0x14(%rbp)
  40055c:   48 83 c4 38             add    $0x38,%rsp
  400560:   5b                      pop    %rbx
  400561:   5d                      pop    %rbp
  400562:   c3                      retq   

这似乎不会恢复%edi 的值。保存所有参数/参数寄存器的正确方法是什么？

Answer 1

你不能像这样混合 C 和 asm。特别是，在内联汇编中执行孤立的 push 或 pop 指令会严重破坏事情；任何给定的内联汇编块在堆栈指针上的净偏移量必须为 0。

确实，ABI 文档与内联汇编的使用无关。为此，您需要遵循 GCC 内联 asm 合同，记录您用于输入和输出的寄存器以及 clobber 列表中的内容。如果您在汇编程序中编写整个函数（在 .s 文件而不是 .c 文件中），则 ABI 是相关的。