C:如果参数从右向左压入，为什么会出现下面的情况？ (64位操作系统，32位程序)

Question

根据 x86 架构中使用的调用约定，参数在函数调用时通过堆栈传递。推进参数的顺序据说是从从右到左。下面的例子符合它。

#include <stdio.h>

void test(int a, int b, int c) {
    printf("%p\n%p\n%p\n", &a, &b, &c);
}
int main(void) { 
    int a = 1;
    int b = 2;
    int c = 3;
    test(a, b, c);
    return 0;
}

结果是:

0xffbc4bf0
0xffbc4bf4
0xffbc4bf8

我能理解，但是这里的参数似乎既不是降序也不是升序:

#include <stdio.h>

void test(int a, char b, int c) {
    printf("%p\n%p\n%p\n", &a, &b, &c);
}
int main(void) { 
    int a = 1;
    char b = 2;
    int c = 3;
    test(a, b, c);
    return 0;
}

结果是:

0xffd6fda0
0xffd6fd88
0xffd6fdac

b 的地址不在a 和c 之间。为什么会这样？

更新

编译器: gcc 4.8.4

操作系统:Ubuntu 14.04 x86-64

编译命令: gcc -m32 -o test test.c

Answer 1

您的问题的基础是将参数传递给程序。考虑您的函数，它打印每个参数的地址。

void test(int a, int b, int c)
{
    print("a=%p, b=%p, c=%p\n", &a, &b, &c);
}

当参数被传递给函数时，它们按顺序被压入堆栈。 所以当函数test()执行时，a、b和c的值会从栈中使用(并在返回时删除)。

因为编译器正在优化您的代码，所以这些变得乱序了。它首先打包较小的 char - 可能是为了防止有更多的字符可以打包到同一个 word 中。许多架构在访问非字对齐边界上的项目时都会有速度损失。字长取决于架构。所以编译器重新安排你的参数以获得更好的性能并不是没有道理的。在这里，编译器似乎正在缩小项目以获得更好的尺寸性能(或类似性能)。

考虑这两组结果，GCC 7.3.0

没有优化:

$ ./stack_a.exe
0xffffcbf0
0xffffcbf8
0xffffcc00

$ ./stack_b.exe
0xffffcbf0
0xffffcbf8   <-- in order, used 8 bytes
0xffffcc00

并且经过优化 (-O7):

$ ./stack_a.exe
0xffffcc14
0xffffcc18
0xffffcc1c

$ ./stack_b.exe
0xffffcc18  
0xffffcc17  <-- out of order, used 1 byte
0xffffcc1c

有趣的是，它在非优化运行时为每个项目保留 8 个字节(64 位正常)，但在优化时将这些更改为 4 个字节。