内存中的返回值存储在内存中？

Question

内存中的返回值存储在内存中？

考虑以下代码:

int add(int a, int b) {
    int result = a+b;
    return result;
}

void main() {
    int sum = add(2, 3);
}

当add(2, 3)被调用时,2个函数参数压入堆栈中,堆栈帧指针被压入堆栈,和一个返回地址被压入堆栈.然后执行流程跳转到add(...),并且该函数中的局部变量也存储在堆栈中.

何时add(...)完成,并执行return指令...返回值存储在哪里？[result]最终怎么样[sum]？

Answer 1

这显然取决于您的硬件架构和编译器.在使用64位x86时gcc,您的代码将编译为:

        .file   "call.c"
        .text
.globl add
        .type   add, @function
add:
.LFB0:
        .cfi_startproc
        pushq   %rbp
        .cfi_def_cfa_offset 16
        movq    %rsp, %rbp
        .cfi_offset 6, -16
        .cfi_def_cfa_register 6
        movl    %edi, -20(%rbp)
        movl    %esi, -24(%rbp)
        movl    -24(%rbp), %eax
        movl    -20(%rbp), %edx
        leal    (%rdx,%rax), %eax
        movl    %eax, -4(%rbp)
        movl    -4(%rbp), %eax      ; return value placed in EAX
        leave
        ret
        .cfi_endproc
.LFE0:
        .size   add, .-add
.globl main
        .type   main, @function
main:
.LFB1:
        .cfi_startproc
        pushq   %rbp
        .cfi_def_cfa_offset 16
        movq    %rsp, %rbp
        .cfi_offset 6, -16
        .cfi_def_cfa_register 6
        subq    $16, %rsp
        movl    $3, %esi
        movl    $2, %edi
        call    add
        movl    %eax, -4(%rbp)      ; the result of add is stored in sum
        leave
        ret
        .cfi_endproc
.LFE1:
        .size   main, .-main
        .ident  "GCC: (Ubuntu 4.4.3-4ubuntu5) 4.4.3"
        .section        .note.GNU-stack,"",@progbits

这里,编译器使用EAX寄存器将结果add传递给调用者.

您可以阅读维基百科中的 x86调用约定.

Answer 2

这个问题没有一般的答案,因为它取决于目标架构.对于任何定义该目标体系结构的目标体系结构,通常都有一个二进制API规范,并且编译器会创建根据此规范工作的代码.大多数架构使用寄存器来传回返回值,因为它是最快的方法.当然,只有当值适合寄存器时才有可能.如果不是,它们可能使用寄存器对(例如,一个寄存器中的低32位,另一个寄存器中的高32位),或者它们将通过堆栈传回.有些架构从不使用寄存器,总是通过堆栈传回.由于调用者必须在调用函数之前创建一个堆栈帧(此规则有例外,但让我们保留默认情况),当函数返回调用者并且调用者知道如何访问时,堆栈帧仍然存在它,它必须知道,因为它还必须在返回时清理堆栈帧.在大多数体系结构中,调用者清除堆栈帧而不是被调用者,因为调用者知道它通过栈传递了多少个参数(例如,对于一个接受可变数量参数的C函数),而被调用者则不知道(不是在编译时)时间,被调用者可能只知道在运行时),因此让调用者清理它更有意义.在此之前,调用者可以回读它希望检索的堆栈帧的任何值.