Vararg x86-64 ABI。寄存器中浮点参数的数量

Question

我正在查看x86-64 ABI，并对x86-64和Figure 3.31中的示例有疑问：

Figure 3.32

据说，当将参数传递给

int a, b;
long double ld;
double m, n;
__m256 u, y;
__m512 v, z;
extern void func (int a, double m, __m256 u, __m512 v, ...);
func (a, m, u, v, b, ld, y, z, n);

函数时func包含3，但是我只能看到寄存器中传递了2个浮点值：%rax和ld。因此，我实现了以下示例：

m：

impl.c

#include <immintrin.h>

unsigned long func(int a, double m, __m256 u, __m512 v, ...){
    unsigned long rax;
    __asm__ __volatile__(
        "" :
        "=a" (rax) : :
    );
    return rax;
}

main.c

是错字吗？因此，寄存器

#include <immintrin.h>
#include <stdio.h>

unsigned long func(int a, double m, __m256 u, __m512 v, ...);

int main(void){
    int a = 10,
        b = 20;
    long double ld = 30.0;
    double m = 40.0,
           n = 50.0;
    __m256 u, y;
    __m512 v, z;
    printf("%lu\n", func(a, m, u, v, b, ld, y, z, n)); //prints 2
}

的正确内容应该是%rax而不是2？

Answer 1

ABI文档有一个错误：该示例应为3。当添加AVX512 al=4时，此图仅得到部分更新。例如__m512之前是正确的。 al=3不带固定的in the 0.99.7 revision of the ABI参数。

[@ AnttiHaapala是正确的，他们也无法更新3.32以在堆栈上的__m512上显示z。

64:被认为是向量regs中的args的总数，包括固定的args。 这包括XMM寄存器中的any arg，无论是标量还是al（can都是可变参数传递的。或对于固定args，还包括__m128和__m256 。 （用于可变参数函数的矢量在堆栈上传递；（可能）在__m512上使用va_arg的可变函数不需要转储所有YMM reg，而仅转储XMM。传递的用例很少。可变SIMD向量。）但是请注意，在XMM寄存器中传递了80位__m256。 SSE / AVX指令对80位x87扩展精度数据无法执行任何操作，因此强制将功能复制到XMM reg /从XMM reg复制，然后再将其复制回x87堆栈reg是没有意义的。

注意，被呼叫者必须忽略RAX的高字节。调用者通常很方便地使用long double ld而不是mov eax, 3，以避免出现虚假依赖关系的可能性。 ABI文档的图表基于GCC的正常行为，实际上应该说mov al,3，而不是%al

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为什么GCC对于较旧的ABI使用值2？

因为您在编译时忘记了实际启用AVX（和AVX512）。

[ABI文档假定%rax变量仅在具有YMM寄存器（支持AVX）的机器上使用，因此可以在寄存器中传递。如果您错了，GCC会警告您：

__m256

使用

<source>: In function 'void caller()':
<source>:11:9: warning: AVX vector argument without AVX enabled changes the ABI [-Wpsabi]
   11 |    func (a, m, u, v, b, ld, y, z, n);
      |    ~~~~~^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

<source>:11:9: note: the ABI for passing parameters with 32-byte alignment has changed in GCC 4.6
<source>:11:9: warning: AVX512F vector argument without AVX512F enabled changes the ABI [-Wpsabi]

进行编译会发出该警告，并在ASM中将gcc -O3包含在mov eax,2中，该caller()包含来自ABI文档的func()调用。

用gcc -O3 -march=skylake-avx512（或-mavx512f编译）得到4。如果要省去向量寄存器中的一个参数，则单击3。

通常，可以肯定的是，GCC正确实施了ABI，因此您只需查看其代码即可查看会发生什么。为实际的

print

RAX构建复杂的方法要复杂得多，并且使您无法注意到您的代码未使用AVX512。

void caller() {
   func (a, m, u, v, b, ld, y, z, n);
}

正确编译为该asm（

Godbolt, gcc9.2 -O3 -march=skylake-avx512

）：

-O3 -march=skylake-avx512向量reg中的4个arg，AL = 4。