C语言函数参数传递之痛

来源：互联网发布：ubuntu 强制删除用户编辑：程序博客网时间：2024/06/05 00:26

文章原地址：点击打开链接

首先先讲一下表达式中“类型提升”，来自《C专家编程》

整型提升就是char,short(无论unsigned，signed),位段类型，枚举类型都将提升为int类型。前提是int类型能完整容纳原先的数据，否则提升为unsigned int类型。

char c1,c2;

c1=c1+c2;

在运算时，c1和c2都先被提升为int类型进行运算，运算结果再裁减为char类型。

类似的

float f1,f2;

f1=f1*f2;

在运算时，f1和f2都先提升为double类型，然后运算结果再裁减为float类型。

函数参数时的“类型提升”。

其实就是函数传递时的一种策略：方便编译器的设计。

例子：

file1.c中的函数：

      void newpf(char a,char b)
      {
            printf("%f,%d/n",a,b);
      }

file2.c中调用：

extern void newpf(char ,char);

     int main()
      {
           char a=42;
           char b=41;
           newpf(a,b);
           return 0;
       }

对这两个文件分别反汇编：

gcc -S file1.c

gcc -S file2.c

file2.s如下(只摘取调用函数的语句)：

movb $42, -1(%ebp) ==》char a=42;
movb $41, -2(%ebp) ==》char b=41;
subl $8, %esp

把b压入栈,压入的是4byte (虽然形参是char类型)==》可以认为是“类型提升为int”

movsbl -2(%ebp),%eax
pushl %eax

把a压入栈,压入的是4byte (虽然形参是char类型)==》可以认为是“类型提升为int”
movsbl -1(%ebp),%eax
pushl %eax

调用函数
call newpf

file1.s如下(只摘取获取实参的语句)：

movl 8(%ebp), %eax ==》提取实参a (4byte)
movl 12(%ebp), %edx ==》提取实参b (4byte)

movb %al, -1(%ebp) ==》重新把实参a进行裁减为char类型
movb %dl, -2(%ebp) ==》重新把实参b进行裁减为char类型

subl $4, %esp

在调用printf函数时，参数类型也会被提升为4byte
movsbl -2(%ebp),%eax
pushl %eax
movsbl -1(%ebp),%eax
pushl %eax

pushl $.LC0

call printf

所以在32bit系统上，函数参数不管是char，short，int都是以4byte压入栈中。函数在根据定义，把实参裁减为定义的类型。

所以file2.c修改成如下，也可以运行。

注掉原型防止编译不通过

//extern void newpf(char ,char);

int main()
{

a，b都修改成int类型

int a=42;
int b=41;

           newpf(a,b);
           return 0;
       }

gcc -o file file1.c file2.c

./file

结果如下：42，41

如果把file2.c修改成如下：

注掉原型防止编译不通过

//extern void newpf(char ,char);

int main()
{

a，b都修改成int类型

int a=65535;
int b=65535;

           newpf(a,b);
           return 0;
       }

运行结果如下：-1，-1

原因:

在newpf函数中，实参会被重新裁减为char类型。

所以65535被转换成signed char 就变成了-1

很显然，如果遵守编程规范不了解“类型提升”似乎没什么问题？

但是当下面的情况出现时，如果不了解“类型提升”，就很难找到BUG了。

file1.c

void newpf(float a,char b)
{

printf("%f,%c/n",a,b);
}

file2.c

int main()
{
    float a=40.0;
    char  b=41;

newpf(a,b);
return 0;
}

看起来没什么问题。但是编译运行结果如下：0.000000,

通过反汇编我们找下答案：

gcc -S file1.c file2.c

file2.s

movl $0x42200000, -4(%ebp)==》a=40.0
movb $41, -5(%ebp) ==》b=41
subl $4, %esp

把b转换成4byte压入栈中

movsbl -5(%ebp),%eax
pushl %eax

flds 指令意为把单精度value的值放入FPU的st7寄存器(64bit)中

flds -4(%ebp) ==》float a==》double a
leal -8(%esp), %esp

接着fstpl 指令把FPU的寄存器中的值以双精度的形式出栈，并存储在(%esp)处
fstpl (%esp)

调用函数

call newpf

所以栈中此时景象如下：

地址高

b 4byte

a 8byte

addr 4byte的函数返回地址

ebp 4byte
地址低

我们在看看file1.c中的newpf函数如何取实参的：

file1.s

movl 12(%ebp), %eax ==》本意是想取实参b，但是实际上取的是实参a的高4byte
movb %al, -1(%ebp)
movsbl -1(%ebp),%eax
pushl %eax

flds 8(%ebp) ==》该指令只能取实参a的低4byte,flds指令只能取单精度值--》即float类型
leal -8(%esp), %esp
fstpl (%esp)
pushl $.LC0

所以调用printf的时候，悲剧发生了。
call printf

为何会这样？

C标准中的参数“类型提升”。

在没有“原型”声明时，

float a=40.0;
char b=41;

调用newpf时，实参a从float类型自动提升为double类型
newpf(a,b);

所以a变成了8Byte。所以堆栈为：

地址高

b 4byte

a 8byte

addr 4byte的函数返回地址

ebp 4byte
地址低

而在函数newpf中，取实参时，根据newpf的“定义”，a为float类型，

函数newpf认为堆栈如下：

地址高

b 4byte

a 4byte

addr 4byte的函数返回地址

ebp 4byte
地址低

所以造成了不一致的情况。

如何解决？

在file2.c中加入 newpf函数的“原型”，如下：

加入原型

void newpf(float a,char b)；

int main()
{
    float a=40.0;
    char  b=41;

newpf(a,b);
return 0;
}

我们此时在看一下file2.c的反汇编：

file2.s

movl $0x42200000, -4(%ebp)==》float a=40.0
movb $41, -5(%ebp) ==》char b=41
subl $8, %esp

压入b参数
movsbl -5(%ebp),%eax
pushl %eax

pushl -4(%ebp) ==》直接压入4byte的a，不在对float a进行扩展。
call newpf

再次运行下：

gcc -o file file2.c file1.c

./file

运行结果如下：40.000000,)

0 0