为什么％eax在调用printf之前清零？

Question

我想拿起一个小x86。我正在用gcc -S -O0编译64位mac。

代码在C：

printf("%d", 1); 

输出：

movl $1, %esi 
leaq LC0(%rip), %rdi 
movl $0, %eax  ; WHY? 
call _printf 

我不明白为什么 '的printf' 调用之前％EAX清零。由于printf返回打印到%eax的字符数量，我最好猜测它已被清零，为printf做好准备，但我会认为printf必须负责准备。另外，相比之下，如果我打电话给我自己的功能int testproc(int p1),gcc看到没有必要准备%eax。所以我想知道为什么gcc以不同的方式处理printf和testproc。

Answer 1

从x86_64 System V ABI：

Register Usage 
%rax  temporary register; with variable arguments 
      passes information about the number of vector 
      registers used; 1st return register 
... 

printf是具有可变参数的函数，以及用于矢量寄存器的数目是零。

请注意，printf必须只检查%al，因为调用者被允许在%rax的高字节中留下垃圾。 （不过，xor %eax,%eax是最有效的方式，零%al）

见this Q&A和x86标签维基了解更多详情，或长达最新ABI链接，如果上面的链接已过时。

Answer 2

在x86_64 ABI中，如果函数具有可变参数，那么AL（它是EAX的一部分）预计会保存用于保存该函数参数的向量寄存器的数量。

在您的例子：

printf("%d", 1); 

具有整数参数，所以没有必要为一个矢量寄存器，因此AL被设置为0。

在另一方面，如果你改变你的例子：

printf("%f", 1.0f); 

那么浮点文字存储在一个向量寄存器，相应地，AL设置为1：

movsd LC1(%rip), %xmm0 
leaq LC0(%rip), %rdi 
movl $1, %eax 
call _printf 

正如预期的那样：

printf("%f %f", 1.0f, 2.0f); 

将导致编译器设置AL到2因为有两个浮点参数：

movsd LC0(%rip), %xmm0 
movapd %xmm0, %xmm1 
movsd LC2(%rip), %xmm0 
leaq LC1(%rip), %rdi 
movl $2, %eax 
call _printf 

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至于你的其他问题：

puts被调用，虽然之前说得也归零%eax只只需一个指针。为什么是这样？

它不应该。例如：

#include <stdio.h> 

void test(void) { 
    puts("foo"); 
} 

时gcc -c -O0 -S，输出编译：

pushq %rbp 
movq %rsp, %rbp 
leaq LC0(%rip), %rdi 
call _puts 
leave 
ret 

和%eax不归零。但是，如果您删除#include <stdio.h>然后将所得的组件不零出%eax正确调用puts()前：

pushq %rbp 
movq %rsp, %rbp 
leaq LC0(%rip), %rdi 
movl $0, %eax 
call _puts 
leave 
ret 

的原因是与你的第二个问题：

这对我自己的任何调用之前也发生void proc（）函数（即使使用-O2设置），但在调用void proc2（int param）函数时不会归零。

如果编译器没有看到某个函数的声明，那么它不会对其参数做任何假设，并且函数可以接受可变参数。如果你指定一个空的参数列表（你不应该这样做，它被ISO/IEC标记为一个过时的C特性）也是如此。由于编译器没有足够的关于函数参数的信息，因此在调用函数之前会将%eax置零，因为可能会将函数定义为具有可变参数。

例如：

#include <stdio.h> 

void function() { 
    puts("foo"); 
} 

void test(void) { 
    function(); 
} 

其中function()有一个空的参数列表，结果：

pushq %rbp 
movq %rsp, %rbp 
movl $0, %eax 
call _function 
leave 
ret 

但是，如果按照建议指定void的实践中当函数不接受任何参数，如：

#include <stdio.h> 

void function(void) { 
    puts("foo"); 
} 

void test(void) { 
    function(); 
} 

the n中的编译器知道function()不接受参数 - 特别是，它不接受变量参数 - 因此并不清楚%eax调用该函数之前：

pushq %rbp 
movq %rsp, %rbp 
call _function 
leave 
ret