gcc堆栈优化？

Question

我刚刚用 C 编写了一个代码示例并尝试反汇编它。以下是代码示例。

void start() {
    char phone[100];
    strcmp(phone, "12312312313");

    char name[100];
    strcmp(name, "eQuiNoX");

    char contact[100];
    strcmp(contact, "PM twitter.com/eQuiNoX__");
}

当我反汇编启动函数时，我得到以下信息：-

08048414 <start>:
 8048414: 55                    push   ebp
 8048415: 89 e5                 mov    ebp,esp
 8048417: 81 ec 58 01 00 00     sub    esp,0x158
 804841d: c9                    leave  
 804841e: c3                    ret   

1. 我没有启用任何类型的优化。有人可以解释为什么我从 esp 中减去 158 而不是将值推入堆栈并调用 strcmp 方法的汇编代码吗？是因为它不依赖于任何用户输入吗？
2. 另外，有什么方法可以生成扩展程序集（我不确定这是否是正确的术语，我只是希望看到将值推入堆栈和调用 strcmp 函数的汇编代码）。我有什么办法可以做到这一点吗？
3. 这种行为是否特定于处理器架构或 gcc 版本或两者？

Answer 1

首先，strcmp 是一个标准库函数，因此 gcc 可以自由地了解其工作原理。事实上，确实如此；它很少会生成库调用。您可以尝试使用 -fno-builtin 来禁用。

其次，您要与单位化值进行比较。我认为这是未定义的行为。因此编译器可以做任何它想做的事情，包括生成随机代码。

您可以尝试使用 -S 选项来让 gcc 获得更详细的反汇编（或者更确切地说，缺少汇编）；或者，如果使用 -g 进行编译（调试），objdump -S 将显示源代码以及汇编代码。

这是我使用 gcc -fno-builtin -g -O0 test.c -c 编译，然后使用 objdump -S test.o 转储的示例：

test.o:     file format elf64-x86-64


Disassembly of section .text:

0000000000000000 <main>:
#include <string.h>

int main() {
   0:   55                      push   %rbp
   1:   48 89 e5                mov    %rsp,%rbp
   4:   48 83 ec 10             sub    $0x10,%rsp
    const char foo[] = "foo";
   8:   8b 05 00 00 00 00       mov    0x0(%rip),%eax        # e <main+0xe>
   e:   89 45 f0                mov    %eax,-0x10(%rbp)
    return strcmp(foo, "bar");
  11:   48 8d 45 f0             lea    -0x10(%rbp),%rax
  15:   be 00 00 00 00          mov    $0x0,%esi
  1a:   48 89 c7                mov    %rax,%rdi
  1d:   e8 00 00 00 00          callq  22 <main+0x22>
}
  22:   c9                      leaveq 
  23:   c3                      retq   

Answer 2

对于 sub esp,0x158 指令，编译器通常不会生成大量 push 操作（这也涉及将操作数复制到堆栈，而不仅仅是保留空间）只需移动堆栈指针一次即可为所有局部变量保留足够的空间。这就是该指令的作用。 0x158 是十进制的 344，因此它为数组保留了 300 个字节，并且可能为编译器生成的结构保留了一些额外的空间（或者也可能将 strcmp 操作数放在堆栈上）。

Answer 3

1. 因为你的代码对程序执行没有任何影响。所有变量都在函数调用中使用，其返回值将被丢弃，因此编译器将其标记为未使用的代码，并认为应该将其删除。如果您想保留未使用的代码，请确保您没有使用任何优化 - 使用 -O0 进行编译。

2. 参见我上面的观点。

3. 我怀疑大多数编译器都会执行这种优化，与体系结构无关。

Answer 4

看来确实是优化了。您可以尝试使用 -O0 标志进行编译，以确保不进行优化（但我不确定它是否有效）。

或者，您可以从 start 函数返回 cmp 结果，以向编译器显示您确实使用了它们：

int start() {
    char phone[] = "43423432";
    return strcmp(phone, "12312312313");
}