Распространение регистра аргументов gcc на x86-64

Я ни в коем случае не эксперт по внутреннему устройству GCC, но я попробую. К сожалению, большая часть информации о распределении и разливе регистров GCC кажется устаревшей (имеется ссылка на файлы, такие как local-alloc.c, которые больше не существуют).

Я смотрю исходный код gcc-4.5-20110825.

В GNU C Compiler Internals упоминается, что исходный код функции генерируется expand_function_start в gcc/function.c. Там мы находим следующее для обработки параметров:

4462   /* Initialize rtx for parameters and local variables.
4463      In some cases this requires emitting insns.  */
4464   assign_parms (subr);

В assign_parms код, который обрабатывает, где хранятся все аргументы, следующий:

3207       if (assign_parm_setup_block_p (&data))
3208         assign_parm_setup_block (&all, parm, &data);
3209       else if (data.passed_pointer || use_register_for_decl (parm))
3210         assign_parm_setup_reg (&all, parm, &data);
3211       else
3212         assign_parm_setup_stack (&all, parm, &data);

assign_parm_setup_block_p обрабатывает агрегированные типы данных и неприменим в этом случае, и поскольку данные не передаются как указатель, GCC проверяет use_register_for_decl.

Здесь соответствующая часть:

1972   if (optimize)
1973     return true;
1974 
1975   if (!DECL_REGISTER (decl))
1976     return false;

DECL_REGISTER проверяет, была ли переменная объявлена ​​с ключевым словом register. И теперь у нас есть ответ: большинство параметров находятся в стеке, когда оптимизации не включены, а затем обрабатываются assign_parm_setup_stack. Маршрут, пройденный через исходный код до того, как он закончится утечкой значения, немного сложнее для аргументов указателя, но может быть прослежен в том же файле, если вам интересно.

Почему GCC выводит все аргументы и локальные переменные с отключенной оптимизацией? Чтобы помочь отладке. Рассмотрим эту простую функцию:

1 extern int bar(int);
2 int foo(int a) {
3         int b = bar(a | 1);
4         b += 42;
5         return b;
6 }

Скомпилировано с помощью gcc -O1 -c на моей машине:

 0: 48 83 ec 08             sub    $0x8,%rsp
 4: 83 cf 01                or     $0x1,%edi
 7: e8 00 00 00 00          callq  c <foo+0xc>
 c: 83 c0 2a                add    $0x2a,%eax
 f: 48 83 c4 08             add    $0x8,%rsp
13: c3                      retq   

Это нормально, за исключением случаев, когда вы прерываете строку 5 и пытаетесь распечатать значение a, вы получите

(gdb) print a
$1 = <value optimized out>

Поскольку аргумент перезаписывается, поскольку он не используется после вызова bar.