当脱离非 void 函数末尾时写入未使用的参数的返回值

Question

在这个高尔夫答案中，我看到了一个技巧，其中返回值是未传入的第二个参数。

int f(i, j) 
{
    j = i;   
}

int main() 
{
    return f(3);
}

从gcc 的汇编输出来看，当代码复制时，j = i它存储的结果eax恰好是返回值。

f:
        pushq   %rbp
        movq    %rsp, %rbp
        movl    %edi, -4(%rbp)
        movl    %esi, -8(%rbp)
        movl    -4(%rbp), %eax
        movl    %eax, -8(%rbp)
        nop
        popq    %rbp
        ret
main:
        pushq   %rbp
        movq    %rsp, %rbp
        movl    $3, %edi
        movl    $0, %eax
        call    f
        popq    %rbp
        ret 

那么，这一切仅仅是因为幸运吗？gcc 对此有记录吗？它只适用于，但它适用于我尝试过-O0的一堆值，以及一堆不同版本的 GCC。i-m32

Answer 1

如果确实需要寄存器， gcc-O0喜欢计算返回值寄存器中的表达式。 （GCC-O0通常只喜欢在 retval 寄存器中包含值，但这超出了将其选为第一个临时值的范围。）

我已经测试了一下，看起来确实是 GCC-O0有意跨多个 ISA 执行此操作，有时甚至使用额外的mov指令或等效指令。IIRC 我使表达式变得更加复杂，因此计算结果最终出现在另一个寄存器中，但它仍然将其复制回 retval 寄存器。

类似的事情x++可以（在 x86 上）编译到内存目标 inc 或 add 不会将值保留在寄存器中，但赋值通常会。因此，值得注意的是，GCC 正在像GNU C 语句表达式一样对待函数体。

这没有任何记录、保证或标准化。这是一个实现细节，而不是供您这样利用的东西。

以这种方式“返回”一个值意味着您正在使用“GCC -O0”而不是 C 进行编程。 代码高尔夫规则的措辞表明程序必须至少在一种实现上运行。但我对此的理解是，它们应该出于正确的原因而工作，而不是因为一些副作用的实现细节。它们在 clang 上崩溃并不是因为 clang 不支持某些语言功能，只是因为它们甚至不是用 C 编写的。

启用优化后进行破坏也不酷；在代码高尔夫中，某种程度的 UB 通常是可以接受的，例如整数环绕或指针转换类型双关语，人们可能合理地希望得到明确的定义。但这纯粹是滥用一个编译器的实现细节，而不是一种语言功能。

我在Codegolf.SE C 高尔夫技巧问答的相关答案下的评论中争论了这一点（错误地声称它超出了 GCC 范围）。这个答案有 4 票反对（在我看来应该有更多票），但有 16 票赞成。因此，社区的一些成员不认为这是可怕且愚蠢的。

有趣的事实：在 ISO C++（但不是 C）中，执行从非函数末尾脱落void是未定义行为，即使调用者不使用结果。即使在 GNU C++ 中也是如此；在 GCC之外-O0，clang 有时会发出类似ud2（非法指令）的代码，用于到达没有return. 因此，GCC 通常不会定义此处的行为（允许实现哪些 ISO C 和 C++ 未定义的操作。例如，gcc -fwrapv将有符号溢出定义为 2 的补码环绕。）

但在 ISO C 中，脱离非 void 函数的末尾是合法的：只有当调用者使用返回值时，它才会变成 UB。没有-WallGCC 甚至可能不会发出警告。 检查没有 return 语句的函数的返回值

禁用优化后，函数内联不会发生，因此 UB 在编译时并不真正可见。（除非你使用__attribute__((always_inline))）。

传递第二个参数只是给你一些要分配的东西。它是一个函数 arg 并不重要。但即使这样你也需要一个单独的变量i=i;来优化。-O0也只是i;优化掉。

有趣的事实：递归f(i){ f(i); }函数体i在将其复制到第一个参数传递寄存器之前确实会通过 EAX 进行反弹。所以 GCC 真的很喜欢 EAX。

        movl    -4(%rbp), %eax
        movl    %eax, %edi
        movl    $0, %eax             # without a full prototype, pass # of FP args in AL
        call    f

i++;不加载到 EAX 中；它只是使用内存目标add而不加载到寄存器中。值得尝试使用 gcc -O0 for ARM。