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gcc - gcc如何生成可以使用ENTER指令设置堆栈帧的程序集

问题描述

我用 gcc 生成这样的汇编代码， gcc 可以生成具有 ENTER 用于堆栈帧的代码吗？

.file   "temp.c"
.text
.globl  main
.type   main, @function
main:
pushq   %rbp
movq    %rsp, %rbp
movl    $0, -12(%rbp)
movl    $0, -8(%rbp)
movl    $0, -4(%rbp)
movl    $0, %eax
popq    %rbp
ret
.size   main, .-main
.ident  "GCC: (Ubuntu 7.4.0-1ubuntu1~18.04) 7.4.0"
.section    .note.GNU-stack,"",@progbits

这是原始代码：

 #include <stdio.h>
  int main(){
   int a;
   int b;
   int c;
   a = 0;
   b = 0;
   c = 0;
}

标签： gccassemblyx86

解决方案

GCC 永远不会发射enter，因为与 2 或 3 条单指令的正常帧指针设置相比，它的速度非常慢。

（如果它完全生成一个帧指针；gcc -O1并且更高的启用-fomit-frame-pointer。除了优化大小时，因为x(%rsp)寻址模式使用额外的字节而不是x(%rbp)模式。）

# equivalent to  enter $24, $0  (4 bytes)
    push   %rbp               # 1 byte
    mov    %rsp, %rbp         # 3 bytes
    sub    $24, %rsp          # 4 bytes only for a non-zero immediate

具体来说，在 Skylake 上enter是 12 微指令，每 8 个周期的吞吐量为enter a, 0（Agner Fog 的指令表）一个。对于非零嵌套级别，它非常慢，例如87 cycles + 7 * nesting level.

在 Ryzen 上，enter是 12 微指令，每 16 周期吞吐量一个。

leave不过很好：在 Intel CPU 上只有 3 微指令。（这仍然比mov %rbp, %rsp/多一个pop %rbp。3 微指令不包括堆栈同步微指令；即使堆栈引擎之前同步，它也是 3。leave）

使用的唯一原因enter是以牺牲速度为代价优化代码大小。但即使gcc -Os对代码大小也没有足够的关心，所以没有选择。

甚至clang -Oz（将使用push $1/pop %rax来节省 2 个字节 vs. mov $1, %eax）不使用enter. （Godbolt 编译器资源管理器）

但enter 0,0甚至不保存代码大小，所以它只是很糟糕。

我按照手册说程序开始输入 ENTER

这是一个（过时且不推荐）选项。

如果您想编写自己的编译器来生成慢速代码，请继续。

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