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为什么va\u arg()在x86\u 64和arm上产生不同的效果?

x86-64 arm x86 gcc c

lxgeek · 技术社区 · 8 年前

代码:

#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>
#include <stdlib.h>

typedef unsigned int uint32_t;

float average(int n_values, ... )
{
    va_list var_arg; 
    int count;
    float sum = 0;

    va_start(var_arg, n_values);

    for (count = 0; count < n_values; count += 1) {
        sum += va_arg(var_arg, signed long long int);
    }   

    va_end(var_arg);

    return sum / n_values;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    (void)argc;
    (void)argv;

    printf("hello world!\n");

    uint32_t t1 = 1;  
    uint32_t t2 = 4;  
    uint32_t t3 = 4;  
    printf("result:%f\n", average(3, t1, t2, t3));

    return 0;
}

当我在ubuntu(x86\u 64)中运行时,一切正常。

lix@lix-VirtualBox:~/test/c$ ./a.out 
hello world!
result:3.000000
lix@lix-VirtualBox:~/test/c$ uname -a
Linux lix-VirtualBox 4.4.0-116-generic #140-Ubuntu SMP Mon Feb 12 21:23:04 UTC 2018 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux
lix@lix-VirtualBox:~/test/c$

但当我交叉编译并在openwrt(ARM 32位)中运行它时,它是错误的。

[root@OneCloud_0723:/root/lx]#./helloworld 
hello world!
result:13952062464.000000
[root@OneCloud_0723:/root/lx]#uname -a
Linux OneCloud_0723 3.10.33 #1 SMP PREEMPT Thu Nov 2 19:55:17 CST 2017 armv7l GNU/Linux

我知道不要用类型不正确的参数调用va\u arg。但为什么我们可以在x86\u 64中获得正确的结果,而不是在arm中?

非常感谢。

2 回复 | 直到 8 年前

Peter Cordes 8 年前

在x86-64 Linux上,每个32位参数在单独的64位寄存器中传递 (因为这正是x86-64 System V调用约定所要求的)。

调用方碰巧有零将32位参数扩展到64位寄存器中。(这不是必需的;程序中未定义的行为可能会让另一个调用者在arg传递寄存器中留下高垃圾。)

被叫方( average() )正在查找三个64位参数,并在调用者放置它们的相同寄存器中查找,因此它正好起作用。

在32位ARM上, long long is不适合单个寄存器 ,因此被叫人正在寻找 长的,长的 args的位置肯定与调用方放置的位置不同 uint32_t args。

被叫方看到的第一个64位参数可能是 ((long long)t1<<32) | t2 ,或者反过来。但由于被叫方正在寻找6x 32位的参数,因此它将查看调用者根本不打算作为参数的寄存器/内存。

(请注意,这可能会导致调用方在堆栈上的局部变量损坏,因为被调用方被允许删除堆栈参数。)

有关完整的详细信息,请使用编译器+编译选项查看代码的asm输出,以了解源代码中的C未定义行为到底导致了什么行为。 objdump -d ./helloworld 应该做到这一点,或者直接查看编译器输出: How to remove "noise" from GCC/clang assembly output? .

Pablo 8 年前

在我的系统上(x86\u 64)

#include <stdio.h>


int main(void)
{
    printf("%zu\n", sizeof(long long int));

    return 0;
}

这印的是8,这告诉我 long long int 64位宽,我不知道 a的大小 双长整型 在手臂上。

无论您的 va_arg 呼叫错误,您必须使用正确的类型,在这个案子 uint32 ,因此您的函数具有未定义的行为,并且正确的值。 average 应如下所示:

float average(int n_values, ... )
{
    va_list var_arg; 
    int count;
    float sum = 0;

    va_start(var_arg, n_values);

    for (count = 0; count < n_values; count += 1) {
        sum += va_arg(var_arg, uint32_t);
    }   

    va_end(var_arg);

    return sum / n_values;
}

也不要申报您的 uint32_t 像

typedef unsigned int uint32_t;

这是不可移植的,因为 int 不保证长度为4字节所有体系结构。标准C库实际上在 stdint.h ,则应使用thos类型。

因此,您的程序应该如下所示:

#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>

float average(int n_values, ... )
{
    va_list var_arg; 
    int count;
    float sum = 0;

    va_start(var_arg, n_values);

    for (count = 0; count < n_values; count += 1) {
        sum += va_arg(var_arg, uint32_t);
    }   

    va_end(var_arg);

    return sum / n_values;
}

int main(void)
{
    printf("hello world!\n");

    uint32_t t1 = 1;  
    uint32_t t2 = 4;  
    uint32_t t3 = 4;  
    printf("result:%f\n", average(3, t1, t2, t3));

    return 0;
}

这是可移植的,在不同的架构。