问题描述
考虑这个简单的代码：
class X {
int i_;
public:
X();
};
void f() {
X x;
}
f 的栈帧是 32 字节长的 GCC，这是不必要的长。返回地址和 x 只需要 12 字节，根据 Linux/x86_64 ABI 应该需要 16 字节对齐。使用 Clang，只分配了 16 个字节。为什么 GCC 需要这么多堆栈空间？
GCC 程序集：
f():
sub rsp,24
lea rdi,[rsp+12]
call X::X()
add rsp,24
ret
Clang 程序集：
f():
push rax
mov rdi,rsp
call X::X()
pop rax
ret
两者都带有 -O2。现场演示：https://godbolt.org/z/bcrWW36on
解决方法
迷人的兔子洞，我已经改变了三遍分析。
看来这确实是一个遗漏的优化。在玩了一会儿之后，我发现了另一个错过的优化，这次是在 clang 中：
如果您实际上是 use the x object，那么 Clang 使用 rbx 来缓存 x 的地址而不是重新计算它，这意味着它需要在整个函数中保存 rbx，它将堆栈帧中的已用空间扩展了 8（从 12 到 20），将对齐的堆栈帧碰撞到 32，与 gcc 相同。
从调试的角度来看，我更喜欢 clang 使用 sub rsp,8 而不是 push rax 为 x 分配内存，因此内存在 valgrind 中没有标记为已初始化。
GCC 程序集：
f():
sub rsp,24
lea rdi,[rsp+12]
call X::X() [complete object constructor]
lea rdi,[rsp+12]
call g(X&)
add rsp,24
ret
Clang 程序集：
f():
push rbx
sub rsp,16
lea rbx,[rsp + 8]
mov rdi,rbx
call X::X() [complete object constructor]
mov rdi,rbx
call g(X&)
add rsp,16
pop rbx
ret
我通过using a 32 byte vector as a data member检查了gcc是否可能使用32字节堆栈对齐，gcc和clang都生成代码来对齐这里的堆栈指针，并使用基指针来实现可变长度堆栈帧。不过，我不知道为什么 Clang 会为这里的对象分配 64 个字节。
GCC 程序集：
f():
push rbp
mov rbp,rsp
and rsp,-32
sub rsp,32
mov rdi,rsp
call X::X() [complete object constructor]
leave
ret
Clang 程序集：
f(): # @f()
push rbp
mov rbp,64
mov rdi,rsp
call X::X() [complete object constructor]
mov rsp,rbp
pop rbp
ret
如果不实际测量性能，就很难判断哪个更好——-O2 将针对运行时而不是堆栈帧大小进行优化，因此所有这些选择都可能有充分的理由。