C 中浮点值的调用约定是什么，用于系统 V 中的x86_64

Question

我目前正在深入研究汇编领域，主要从x86_64、C 和 System V AMD64 的角度，通常针对 Linux。

整数(以及暗示指针)值的调用约定非常简单，按顺序使用以下寄存器：

• RDI
• 相对强弱指数
• RDX
• RCX
• R8
• R9
• XMM0–7

较长的参数计数是通过将值推送到子例程的堆栈帧来处理的。我从维基百科页面上获得了这些寄存器名称x86_64调用约定。

对于较大的值(如结构和数组)，约定似乎也是推送到被调用方的堆栈帧中。

但是，函数浮点参数的调用约定是什么？是否使用浮点寄存器？

另一个相关问题：如果我有混合的参数类型怎么办？

void mixed(int a, float b, mystruct c) { /* ... */ }

如果我的函数采用这样的参数列表，如何从程序集调用这样的函数？像这样的交错参数列表中使用了哪些寄存器？

Answer 1

参数传递的调用约定在第 3.2.3 节的 AMD 64 PDF 文档的 System V 应用程序二进制接口中指定。

我不确定文档是否可以在这里合法引用，但我至少可以解释一下。

分类类型

首先，文档为参数值定义了八种不同的分类：

• INTEGER：使用通用寄存器的整数类型和指针
• SSE：使用向量寄存器的类型。
• SSEUP：类似于SSE，但主要用于存储大(>=128 位)值的较高字节
• X87：浮点类型。
• X87UP：大浮点类型的上字节。
• COMPLEX_X87：complex浮点类型的寄存器。
• NO_CLASS：填充区域以及空结构和联合，通常在堆栈的内存中。
内存
• ：在主内存中的堆栈上独占传递的类型。

分类规则

接下来，它定义了 C 类型如何适应这些分类：

• _Bool、char、short、int、long、long long和指针被归类为整数，并将使用这些寄存器。
• float、double、_Decimal32、_Decimal64和__m64被归类为SSE，并将使用这些寄存器。
• __float128、_Decimal128和__m128被分成两半，将最低有效字节/位存储在SSE中，将最高有效字节/位存储在SSEUP中。
• __m256被拆分为四个 64 位(8 字节)值，其中最低有效字节存储为SSE，其余存储为SSEUP
• __m512同样被分成 64 位(8 字节)块，其中最低有效字节存储为SSE，其他所有字节存储为SSEUP
• long double值将其 64 位尾数存储为 X87,16 位指数填充为 64 位(8 字节)并存储在X87UP中。

• __int128基本上存储在INTEGER中的两个long值，前半部分是低位/字节，后半部分是高位/字节。它们可以理解为好像它们被定义为结构体：

  typedef struct {
  long low_bits, high_bits;
  } __int128;
  

• complex double和complex float类型被分成两半，前半部分是实部，后半部分是虚部，并存储在SSE中。它们可以理解为好像它们被定义为这样的结构：

  typedef struct {
  double real, imaginary;
  } complex_double;
  

• complex long double值分类为COMPLEX_X87。
• structs、unions和数组的逻辑相当复杂，有关详细信息，请参阅上面链接的文档。简而言之，有一个递归算法定义了如何传递聚合类型，该算法决定如何传递值。

参数传递

现在我们有一个分类系统和一个递归算法来处理structs、unions和数组，我们将这个系统和算法应用于函数的参数，该函数包括每个参数的以下步骤：

• 如果它是MEMORY对象，请将其写入堆栈。
• 如果是整数，请使用%rdi、%rsi、%rdx、%rcx、%r8和%r9中的下一个可用寄存器。
• 如果是SSE，请使用%xmm0到%xmm7范围内的下一个可用寄存器。
• 如果是SSEUP，请使用上次使用的%xmm的下一个可用 64 位区块来寄存SSE类型。
如果是 X87
• 、X87UP或COMPLEX_X87，则会在内存中传递。

冲洗并对所有参数值重复此操作。如果给定类型的寄存器用完，请写入堆栈。

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TL;DRSystem V ABI 定义了一种非平凡但相当简单的算法，用于传递不同类型的数据。