Question

我正在简要研究amd64 / x86-64体系结构的System V ABI，并很好奇它如何处理128位以上的返回值，而其中rax和rdx还不够。 / p>

我在Ubuntu 18.04 64位（更常见的是，任何与amd64 POSIX兼容的系统）上编写了以下C代码：

struct big {
    long long a, b, c, d;
};

struct big bigfunc(void) {
    struct big r = {12, 34, 56, 78};
    return r;
}

将其编译为gcc -S -masm=intel t.c，并检查了t.s：

        .file   "t.c"
        .intel_syntax noprefix
        .text
        .globl  bigfunc
        .type   bigfunc, @function
bigfunc:
.LFB0:
        .cfi_startproc
        mov     QWORD PTR -40[rsp], rdi
        mov     QWORD PTR -32[rsp], 12
        mov     QWORD PTR -24[rsp], 34
        mov     QWORD PTR -16[rsp], 56
        mov     QWORD PTR -8[rsp], 78
        mov     rcx, QWORD PTR -40[rsp]
        mov     rax, QWORD PTR -32[rsp]
        mov     rdx, QWORD PTR -24[rsp]
        mov     QWORD PTR [rcx], rax
        mov     QWORD PTR 8[rcx], rdx
        mov     rax, QWORD PTR -16[rsp]
        mov     rdx, QWORD PTR -8[rsp]
        mov     QWORD PTR 16[rcx], rax
        mov     QWORD PTR 24[rcx], rdx
        mov     rax, QWORD PTR -40[rsp]
        ret
        .cfi_endproc
.LFE0:
        .size   bigfunc, .-bigfunc
        .ident  "GCC: (Ubuntu 7.3.0-27ubuntu1~18.04) 7.3.0"
        .section        .note.GNU-stack,"",@progbits

结构定义不会编译为任何指令不足为奇，因此输出仅包含函数bigfunc。输出程序集看起来非常简单，它从堆栈中为struct big r分配内存，并分配初始值，然后将其返回。

如果我正确理解，在执行ret之前，寄存器rax在函数调用开始时（从rdi开始包含QWORD PTR -40[rbp]的值。根据SysV，rdi是提供给该函数的第一个参数，这是不可能的，因为该函数不接受任何参数。所以我在这里有几个问题：

当函数rdi不带参数时，bigfunc是什么？
当此功能中未触及rax时，rdx是什么（作为包含返回值的寄存器）？
函数如何返回此256位C结构？

Answer 1

根据ABI（1），第22页

如果类型具有MEMORY类，则调用方为返回提供空间值，并以％rdi的形式传递此存储的地址，就像它是第一个该函数的参数。实际上，该地址成为“隐藏”的第一个Ar- 胶质的。此存储空间不得与被调用方通过以下方式可见的任何数据重叠除此参数外的其他名称。返回时，％rax将包含由％rdi
中的呼叫者

第17、18和19页描述了分类，我相信第19页的以下内容是将struct big指定为MEMORY类的子句。

（c）如果聚合的大小超过两个八字节，则第一个整个八字节不是SSE或其他八字节不是SSEUP 参数在内存中传递。

即调用者必须为返回值分配内存，并在％rdi中传递一个指向该内存的指针（被调用的函数在％rax中返回相同的地址）

（1）在https://github.com/hjl-tools/x86-psABI/wiki/X86-psABI上有更新的ABI官方版本，尽管这些链接当前无法正常工作。

System V amd64如何处理非常长的返回值？

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