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c - 可变参数变量如何在堆栈上表示？

问题描述

我试图使用这段代码实现我自己的可变参数函数。相反，我得到了 UB。

#include <stdio.h>

void test(int a, ...)
{
    char* arg_a = (char*)&a;
    char* arg_b = arg_a + sizeof(int);
    printf("%c", *arg_b);
}

int main(){
    test(1, 'a');
}

那么为什么这个程序不打印这封信a呢？是否不期望参数1( of test()) 将写入函数堆栈帧中的低地址 ex: 0000 0004（因为0000 0000将保留用于返回地址）然后arg_a在第一个 arg 之后的较高地址中？

我猜这个结果是因为编译器优化，还是有别的原因？

标签： cpointersstackvariadic-functions

解决方案

是否不期望参数1（test（））将被写入函数堆栈帧中的低地址例如：0000 0004（因为0000 0000将保留用于返回地址）然后是arg_a在较高地址中紧随其后参数？

很久以前它就是这样工作的，但基本上所有用于全脂处理器（与微控制器相反）的ABI，自 1990 年代中期定义以来，都将前几个参数放在寄存器中，以使函数调用更快。无论被调用者是否可变参数，他们都会这样做。您无法使用指针算术访问寄存器，因此您尝试做的事情完全不可能。由于此更改，如果您查看stdarg.h任何当前一代编译器提供的内容，您将看到va_start、va_arg和va_end是使用编译器内在函数定义的，类似于

#define va_start(ap, last_named_arg) __builtin_va_start(ap, last_named_arg)
// etc

您可能会误以为参数仍然在堆栈上，因为大多数 32 位 x86 ABI 是在 1980 年代后期定义的（与 80386 和 80486 是同时代的）并且它们确实将所有参数都放在堆栈上。我记得的唯一例外是Win32“fastcall”。然而，64 位 x86 ABI 是在 2000 年代初（与 AMD K8 同期）定义的，它们将参数放入寄存器中。

即使您为 32 位 x86（或任何其他将所有参数放在堆栈上的旧 ABI）编译它，您的代码也不会可靠地工作，因为它违反了 C 标准中关于偏移指针的规则。指针arg_b不指向“内存中发生的任何事情a”，它指向空。（正式地，它指向一个元素越过一个元素数组的末尾，因为所有非数组对象都被视为一个元素数组的唯一元素，用于指针算术目的。您可以执行计算这个的算术指针，但不能取消引用它。）取消引用arg_b会给程序带来未定义的行为，这意味着允许编译器任意“错误编译”它。

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