【转】gcc.x86_64的参数传递

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我这段时间要把以前的一个 x86_32 的 linux 程序移植到 x86_64(AMD) 的 linux 环境里. 由于写的是数学算法, 64 与 32 位有很大不同, 代码实际上要重写. 看了点资料后, 觉得 AMD64 的扩展于以前 16 到 32 位的扩展很类似, e**, 扩展为 r**, 此外还多了8个通用寄存器 r8~r15.指令格式与32位的极为相似. 我觉得比较容易, 所以没再仔细看, 就开始动手写了.

我的程序由若干个汇编模块于与若干个c模块构成, 很多c模块要调用汇编模块. 作为试验, 我先写了个简单的汇编函数, 然后用c来调用. 结果算出来的值始终是错误的. 这令我很恼火, 因为函数很简单, 没有多少出错的余地. 后来我把程序反汇编出来, 错误马上浮现出来了, 函数的参数居然是通过寄存器来传递的. 我凭以前的经验, 从堆栈里取参数, 算出的结果当然不对了. 我以前不是没碰到过用寄存器传递参数的情况, 但所在的环境都不是 pc. 在 x86_32/linux 中, 即使用 -O3 优化选项, gcc 仍通过栈来传递参数的.

所以我们现在知道, 在 x86_64/linux/gcc3.2 中, 即使不打开优化选项, 函数的参数也会通过寄存器来传递, 这肯定是阔了的表现(通用寄存器多了).

我试验了多个参数的情况，发现一般规则为， 当参数少于7个时， 参数从左到右放入寄存器: rdi, rsi, rdx, rcx, r8, r9。当参数为 7 个以上时， 前 6 个与前面一样， 但后面的依次从 "右向左" 放入栈中。

例如：
CODE

(1) 参数个数少于7个:
f (a, b, c, d, e, f);
a->%rdi, b->%rsi, c->%rdx, d->%rcx, e->%r8, f->%r9

g (a, b)
a->%rdi, b->%rsi

有趣的是, 实际上将参数放入寄存器的语句是从右到左处理参数表的, 这点与32位的时候一致.

CODE

2) 参数个数大于 7 个的时候
H(a, b, c, d, e, f, g);
a->%rdi, b->%rsi, c->%rdx, d->%rcx, e->%rax
g->8(%esp)
f->(%esp)
call H


易失寄存器：
%rax, %rcx, %rdx, %rsi, %rdi, %r8, %r9 为易失寄存器， 被调用者不必恢复它们的值。
显然，这里出现的寄存器大多用于参数传递了， 值被改掉也无妨。而 %rax, %rdx 常用于
数值计算， %rcx 常用于循环计数，它们的值是经常改变的。其它的寄存器为非易失的，也
就是 rbp, rbx, rsp, r10~r15 的值如果在汇编模块中被改变了，在退出该模块时，必须将
其恢复。

教训:
用汇编写模块, 然后与 c 整合, 一定要搞清楚编译器的行为, 特别是参数传递的方式. 此外, 我现在比较担心的一点是, 将来如果要把程序移植到 WIN/VC 环境怎么办? 以前我用cygwin的gcc来处理汇编模块, 用vc来处理c模块, 只需要很少改动. 现在的问题是, 如果VC用不同的参数传递方式, 那我不就麻烦了?

补充:
前面的参数 a, b, c, d 等, 都是整数, 长整数, 或指针, 也就是说, 能放到寄存器里头的. 如果你要传递一个很大的结构, 我估计编译器也只能通过栈来传递了.

环境为 AMD Athlon64, Mandrak linux 9.2, GCC3.3.1

另可参考http://en.wikipedia.org/wiki/X86_calling_conventions