Por qué GCC genera una forma extraña de mover el puntero de pila
He observado que el compilador C++ de GCC genera el siguiente código ensamblador:
sub $0xffffffffffffff80,%rsp
Esto es equivalente a:
add $0x80,%rsp
es decir, se eliminan 128 bytes de la pila.
¿Por qué GCC genera la primera variante “sub” en lugar de la variante “add”? La variante “add” me parece mucho más natural que aprovechar que hay un desbordamiento.
Esto solo ocurrió una vez en una base de código bastante grande. No tengo un ejemplo mínimo de código C++ para reproducir esto. Estoy usando GCC 7.5.0.
davy.ai
Explicación
La razón por la cual GCC genera
sub $0xffffffffffffff80,%rspen lugar deadd $0x80,%rspse debe a una convención seguida por la arquitectura x86 en cuanto a cómo se organiza la pila.En x86, la pila crece hacia abajo, lo que significa que los valores empujados a la pila se encuentran en direcciones de memoria más bajas que los valores anteriores. Cuando se sacan valores de la pila, las direcciones de memoria aumentan. El puntero de pila apunta al último valor empujado a la pila.
Por lo tanto, al asignar espacio en la pila para variables locales o argumentos de función, GCC utiliza
subpara disminuir el puntero de pila, y al desasignar, utilizaaddpara aumentarlo.En el caso específico de
sub $0xffffffffffffff80,%rsp, esto resta 128 bytes del puntero de pila. La razón por la cual la resta se realiza con0xffffffffffffff80en lugar de0x80se debe a que x86 utiliza la representación en complemento a dos para los números negativos, y el bit alto indica que el número es negativo. Entonces,0xffffffffffffff80es -128 en complemento a dos, lo cual es equivalente a restar 128.En resumen, aunque la variante
addpuede parecer más natural, utilizarsubes necesario para seguir la convención de la pila x86 de asignar consuby desasignar conadd.