clang 未对齐堆栈，然后在 _start 中尝试将 vmovaps 编写为 C 函数

Question

我有一个简单的 c 函数

start.c

$ cat start.c
int main(int,char**);
void _start(){
 char*v[2]={"k",0};
 main(1,v);
}

当我编译为汇编程序时，使用

clang -O -march=cannonlake -S start.c

我得到start.s，其中包含以下代码：

_start:                                 # @_start
    .cfi_startproc
# %bb.0:
    subq    $24, %rsp
    .cfi_def_cfa_offset 32
    vmovaps .L__const._start.v(%rip), %xmm0
    vmovaps %xmm0, (%rsp)

当我运行此代码（在具有定制操作系统的 bochs 模拟器中）时，我收到一个异常，因为

vmovaps %xmm0, (%rsp)

发生在未 16 字节对齐的 rsp 上。当调用 _start 时，堆栈的对齐方式是 16 字节，并且

subq $24, %rsp

将更改该对齐方式。

我尝试过 clang 13 和 17，结果非常相似。 clang 是错误的，还是我看错了？

当我在 _start 的开头添加

asm volatile ("subq $8,%%rsp"::);

时，它解决了问题。

这与 主和堆栈对齐

有相似之处

Answer 1

您将

_start()

定义为 C 函数，因此 Clang 会编译代码，以便在使用

RSP % 16 == 8

调用时工作，就像 ABI 保证一样。

但是随后您将其链接到可执行文件中，它实际上是进程入口点，而不是函数。 它没有返回地址。 没有

call

推送返回地址；正如你所说，进入

RSP % 16 == 0

时

_start

。 这本质上是未定义的行为，从某种意义上说，编译器可以假设正常函数不会在堆栈未对齐的情况下被调用（或以其他方式跳转到）。

至少对于 GCC，您可以使用

__attribute__((force_align_arg_pointer))

来告诉它传入的对齐方式低于正常值。

或者使用更改 ABI 的命令行选项，例如

gcc -mpreferred-stack-boundary=3

（

1<<3 == 8

而不是 16 字节对齐的默认

4

。）

参见 How to get argument value in _start and call main() using inline assembly in C, without Glibc or CRT start files? 对于用 GNU C 编写的 x86-64 System V ABI，这是一个非常 hacky 但有效的

_start

没有任何内联汇编，但仍然从堆栈中获取

argc

和

argv

（作为返回地址和第一个堆栈参数）。 并让 RSP 为未来的

call

正确调整。 我没有用clang测试过，不知道是否支持相同的属性。