スタック割り当て、パディング、アラインメント

Question

私は、コンパイラがマシンコードを生成する方法、具体的にはGCCがどのようにスタックを扱うのかを深く理解しようとしています。そうすることで、シンプルなCプログラムを作成し、アセンブリに組み込み、結果を理解するために最善を尽くしています。ここでは簡単なプログラムだと、それが生成する出力：

asmtest.cを：

void main() { 
    char buffer[5]; 
} 

asmtest.s：24のバイトは、スタック用に割り当てられている理由

pushl %ebp 
movl %esp, %ebp 
subl $24, %esp 
leave 
ret 

私には不可解だ何があります。私は、プロセッサがどのようにメモリをアドレス指定するかにより、スタックは4の増分で割り振られなければならないことを知っていますが、この場合、スタックポインタを24ではなく8バイトだけ移動する必要があります。バイトはスタック・ポインタを40バイト移動させ、スタック・ポインタを移動させるバッファは一切ありません。1〜16バイトのバッファが移動しますESP 24バイト。

は今8バイトと仮定すると、必要な定数（それがために何が必要か？）で、これは我々が16バイトのチャンクで割り当てていることを意味しています。コンパイラがなぜこのように整列するのでしょうか？私はx86_64プロセッサを使用していますが、64ビットワードでも8バイトのアライメントしか必要ありません。なぜ矛盾？参考のため

は、私は、GCC 4.0.1と10.5を実行しているMacでこれをコンパイルすることだし、何の最適化が有効になっていません。

Answer 1

-mpreferred-stack-boundary=nによって制御されるgcc機能です。コンパイラは、スタック上の項目を2^nに整列させようとします。 nを2に変更した場合、スタックには8バイトしか割り当てられません。 nのデフォルト値は4です。つまり、16バイトの境界に合わせようとします。

leaveとretの8バイトがすでにスタックに含まれているため、「デフォルト」の8バイト、次に24 = 8 + 16バイトがあるので、コンパイルされたコードでは、 2^4 = 16。

Answer 2

私は、スタックが大きくなる可能性がある理由について、ページの下部にあるいくつかのまともな説明を有し、this siteを発見しました。コンセプトを64ビットマシンまで拡大し、あなたが見ているものを説明するかもしれません。最初の命令は、（64ビットと仮定して）スタックの％EBPの開始値をプッシュするため

Answer 3

8つのバイトがあります。

Answer 4

LWN have an article on memory alignment、興味深いかもしれません。

Answer 5

命令のSSExファミリは、16バイトにアラインされる128ビットのベクトルを詰め必要です - それ以外の場合は、あなたがそれらを保存/ロードしようとセグメンテーション違反を取得します。私。スタック上でSSEで使用するために16バイトのベクトルを安全に渡すには、スタックを常に16に整列させておく必要があります。デフォルトでは、GCCがこれを考慮します。

Answer 6

Mac OS X/Darwin x86 ABIでは、16バイトのスタックアライメントが必要です。これは、両方のスタックにプッシュされているなどのLinux、Win32の、FreeBSDの...