C 为什么在使用返回值时将0移动到堆栈中？

我正在试验如何分解简单C程序（用

-O0

编译）的

clang

二进制文件，我对生成的某条指令感到困惑

以下是两个带有标准参数的空

main

函数，其中一个返回值，另一个不返回值：

// return_void.c
void main(int argc, char** argv)
{
}

// return_0.c
int main(int argc, char** argv)
{
    return 0;
}

现在，当我拆卸它们的总成时，它们看起来相当不同，但有一行我不明白：

return_void.bin:
(__TEXT,__text) section
_main:
0000000000000000    pushq   %rbp
0000000000000001    movq    %rsp, %rbp
0000000000000004    movl    %edi, -0x4(%rbp)
0000000000000007    movq    %rsi, -0x10(%rbp)
000000000000000b    popq    %rbp
000000000000000c    retq

return_0.bin:
(__TEXT,__text) section
_main:
0000000100000f80    pushq   %rbp                
0000000100000f81    movq    %rsp, %rbp          
0000000100000f84    xorl    %eax, %eax          # We return with EAX, so we clean it to return 0
0000000100000f86    movl    $0x0, -0x4(%rbp)    # What does this mean?
0000000100000f8d    movl    %edi, -0x8(%rbp)
0000000100000f90    movq    %rsi, -0x10(%rbp)
0000000100000f94    popq    %rbp
0000000100000f95    retq

它只在我使用函数is not void时生成，因此我认为这可能是返回0的另一种方式，但当我更改返回的常量时，这一行根本没有更改：

// return_1.c
int main(int argc, char** argv)
{
    return 1;
}

empty_return_1.bin:
(__TEXT,__text) section
_main:
0000000100000f80    pushq   %rbp
0000000100000f81    movq    %rsp, %rbp
0000000100000f84    movl    $0x1, %eax           # Return value modified
0000000100000f89    movl    $0x0, -0x4(%rbp)    # This value is not modified
0000000100000f90    movl    %edi, -0x8(%rbp)
0000000100000f93    movq    %rsi, -0x10(%rbp)
0000000100000f97    popq    %rbp
0000000100000f98    retq

为什么会产生这一行？它的目的是什么

movl   $0x0,-0x4(%rbp)

此指令将

0

存储在

%rbp-4

中。似乎clang为main的隐式返回值分配了一个隐藏的局部变量

从clang邮件列表中：

对。我们分配一个隐式局部变量来保存返回值； return语句然后只初始化返回槽并跳转到 尾声，加载并返回插槽。我们不使用phi 因为到达尾声的控制流不是 由于本地的清理，必须像简单的分支一样简单 作用域（如C++析构函数） 隐式返回值（如main）由隐式存储处理 在序言中

---

来源：

根据标准（对于托管环境），

main

需要重新输入

int

结果。因此，如果违反这一点，不要期望定义的行为

---

此外，

main

实际上不需要显式返回

0

；如果到达函数的末尾，则隐式返回。（注意这仅适用于

main

，它也没有原型。

clang在堆栈上为参数（寄存器

edi

和

rsi

）留出空间，出于某种原因，也将值0放在堆栈上。我假设clang将代码编译为SSA表示形式，如下所示：

int main(int argc, char** argv)
{
    int a;

    a = 0;
    return a;
}

---

这将解释为什么要分配堆栈插槽。如果clang也进行持续传播，这将解释为什么

eax

被归零，而不是从

-4（%rbp）加载

。一般来说，不要过多考虑未优化程序集中可疑的构造。毕竟，您禁止编译器删除无用的代码。

以下代码揭示了该区域的用途

int main(int argc, char** argv)
{
    if (rand() == 42)
      return 1;

    printf("Helo World!\n");
    return 0;
}

一开始是这样的

movl    $0, -4(%rbp)

那么，早期返回如下所示

callq   rand
cmpl    $42, %eax
jne .LBB0_2
movl    $1, -4(%rbp)
jmp .LBB0_3

然后到了最后，它确实做到了

.LBB0_3:
movl    -4(%rbp), %eax
addq    $32, %rsp
popq    %rbp
retq

---

因此，这个区域确实是为存储函数返回值而保留的。它似乎不是非常必要，也不是在优化代码中使用的，而是在

-O0

模式下使用的。您是否用普通函数（即未调用main的函数）测试过这个问题？

main

没有

int

返回类型是一个错误违反托管环境的标准。不要期望有任何特定行为。您禁止clang删除无用代码（使用

-O0

）。你为什么要询问程序集中的奇怪代码？

eax

确实有返回值，但不确定你是从哪里想到要将其存储在堆栈上的，尤其是在被调用方的框架中，调用方获得检查返回值的控件时，被调用方的框架将被破坏。你似乎是那个将其与返回地址混淆的人。Beside的事实是，无论什么系统，这都是32位ABI，而OP显然使用64位系统，返回值存储在

EAX/RAX

中。您正在混淆：），也许通过名称返回地址，OP问题确实是一个很好的问题。你们都是对的，我很抱歉我犯了一个错误，我正在更新答案。感谢you@GiuseppePes：在x86平台上，随着堆栈的增长，堆栈指针向下移动（到较低的内存地址）。这意味着返回地址始终存储在函数启动时与

rsp

值的正偏移量处<代码>-0x4（%rbp）在这种情况下不可能是返回地址。很高兴您正在尝试改进您的答案，但事实是它与此无关。OP清楚地知道堆栈和函数调用是如何工作的，它只是想知道（和我一样）为什么在体中有0的移动。如果你知道答案，我认为最好删除它并写一个新的：）这与问题有什么关系？@fuzzxl：在讨论生成的代码时，签名

main

不符合标准与讨论该代码的问题无关？啊，是的，我错过了OP使用的伪返回类型。