Question

我用C编程语言编写程序，并使用objdump将可执行文件转换为asm文件。我不知道gcc如何确定函数将使用的堆栈大小？

    int a()
    {
         int temp[1024 * 1024];
         temp[0] = 1;
         return temp[0];
    }

这只是问题解释，忽略它是天真的。 gcc是否会为函数a分配1024 * 1024字节的空间？

如果函数有点复杂，有时会有很多局部变量，编译器如何确定堆栈大小？

Answer 1

首先，至少在没有优化的情况下，GCC会发出代码，分配1024 * 1024 int - s（不是字节; int通常是sizeof(int)==4，因为gcc-4.8 -O3 -fverbose-asm -S stonestrong.c）{ {3}}（即4Mbytes！）。这可能太多了，由于call stack，您可能会获得segmentation fault。另请参阅stack overflow和setrlimit(2)系统调用。

某些版本的GCC能够优化您的代码。在Linux / Debian / Sid / x86-64上，.globl a .type a, @function a: .LFB0: .cfi_startproc movl $1, %eax #, ret .cfi_endproc .LFE0: .size a, .-a命令（实际上使用GCC 4.8.2）能够优化您的代码：

-O3

因此，在您的特定情况下，使用-fdump-tree-all优化时根本不需要堆栈帧。

编译器使用非常复杂的优化算法确定堆栈大小和布局。每个函数通常都有自己的堆栈框架。当编译器进行优化时，调用帧的给定槽可能用于多个源代码变量，并且给定的源变量可能不需要任何堆栈槽（因为它可以保存在寄存器中），或者可能使用其中的几个（一个区块用于一个区块，另一个用于另一个区域，等等......）。

您可能希望通过将gcc（将数百个文件转储！）传递到您的-O2命令来探索GCC使用的各种内部表示（特别是Gimple）。您可能希望使用execve(2)来扩展GCC（通过添加新的通行证）或检查内部表示。

某些变量或某些中间值甚至不保留在堆栈中，而只保留在寄存器中。编译器在MELT上努力工作（在优化时）（这是一个有自己专家的难题）。另请参阅register allocation。

在C（或C ++）中编码时的一般经验法则是避免使用过大的调用帧;通常，您希望本地变量最多只能消耗几千字节。

this可能很难;然而，目前的编译器非常擅长Program optimization，如上所述。使用GCC，您需要明确启用优化（例如，使用-O3或{{1}}和许多其他标志）。 GCC拥有超过一千万行源代码，其中一半是中端优化（不依赖于源语言或目标处理器）。

Answer 2

gcc如何确定基于C的函数的堆栈大小？

通过查看所用变量的大小并添加它们来实现。（无论如何，作为第一个近似值。出于性能和正确性原因，对齐和填充以及可能添加到分配量中的任何其他内容。）

gcc是否会为函数a分配1024 * 1024字节的空间？

如果你告诉它这样做（你禁用优化），它很可能会。（但不是1024 * 1024字节 - 而是1024 * 1024 * sizeof(int)字节。至少。）但是你可以继续编译它并查看生成的程序集。

但是你的函数非常简单，它的行为很容易理解，所以我希望任何体面的编译器都能优化数组声明。（但是，请再看一下它输出的实际装配。它可能因版本，标志，平台等而异。）

如果函数有点复杂，有时会有很多局部变量，编译器如何确定堆栈大小？

你的功能的复杂性并不重要。如果它太复杂，那么编译器可能会做较少的优化。但它绝对可以通过 - 添加所有变量的大小来计算必要内存的上限。

gcc如何确定基于C的函数将使用的堆栈大小？

2 个答案: