memcpy 真的是一个带符号的函数吗？

Question

这个简单的c：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int *add(int a, int b){
    int ar[1];
    int result = a+b;
    memcpy(ar, &result, sizeof(int));
    return ar;
}

int main(){
    int a = add(1,2)[0];
    printf("%i\n",a);
}

编译成这样：

.text
    .globl  add
    .type   add, @function
add:
    pushq   %rbp    #
    movq    %rsp, %rbp  #,
    movl    %edi, -20(%rbp) # a, a
    movl    %esi, -24(%rbp) # b, b
# a.c:5:    int result = a+b;
    movl    -20(%rbp), %edx # a, tmp91
    movl    -24(%rbp), %eax # b, tmp92
    addl    %edx, %eax  # tmp91, _1
# a.c:5:    int result = a+b;
    movl    %eax, -8(%rbp)  # _1, result
# a.c:6:    memcpy(ar, &result, sizeof(int)); ---I SEE NO CALL INSTRUCTION---
    movl    -8(%rbp), %eax  # MEM[(char * {ref-all})&result], _6
    movl    %eax, -4(%rbp)  # _6, MEM[(char * {ref-all})&ar]
# a.c:7:    return ar;
    movl    $0, %eax    #--THE FUNCTION SHOULD RETURN ADDRESS OF ARRAY, NOT 0. OTHERWISE command terminated
#   lea -4(%rbp), %rax  #--ONLY THIS IS CORRECT, NOT `0`
# a.c:8: }
    popq    %rbp    #
    ret 
    .size   add, .-add
    .section    .rodata
.LC0:
    .string "%i\n"
    .text
    .globl  main
    .type   main, @function
main:
    pushq   %rbp    #
    movq    %rsp, %rbp  #,
    subq    $16, %rsp   #,
# a.c:11:   int a = add(1,2)[0];
    movl    $2, %esi    #,
    movl    $1, %edi    #,
    call    add #
# a.c:11:   int a = add(1,2)[0];
    movl    (%rax), %eax    # *_1, tmp90
    movl    %eax, -4(%rbp)  # tmp90, a
# a.c:12:   printf("%i\n",a);
    movl    -4(%rbp), %eax  # a, tmp91
    movl    %eax, %esi  # tmp91,
    leaq    .LC0(%rip), %rdi    #,
    movl    $0, %eax    #,
    call    printf@PLT  #
    movl    $0, %eax    #, _6
# a.c:13: }
    leave   
    ret 
    .size   main, .-main
    .ident  "GCC: (Debian 8.3.0-6) 8.3.0"
    .section    .note.GNU-stack,"",@progbits

stdlib 中的每个函数，如 printf 或 puts 都是来自 GOT 的 call（即 %rip 寄存器保存 GOT 的地址）。但不是memcpy，它就像“汇编内联指令”而不是常规的调用地址。那么memcpy 甚至是一个符号吗？如果是这样，为什么它不作为call 的论据？ memcpy 在 GOT 表中吗？如果是这样，从 GOT 到该符号的偏移量是多少？

Answer 1

首先，你有一个错误：

$ cc -O2 -S test.c
test.c: In function ‘add’:
test.c:7:12: warning: function returns address of local variable

返回局部变量的地址具有未定义的行为，当且仅当调用者使用该值；这就是为什么你的编译器生成的代码返回一个空指针，如果使用它会导致程序崩溃，否则不会造成伤害。事实上，我的 GCC 副本只为add 生成这个：

add:
        xorl    %eax, %eax
        ret

因为对返回值的处理使add 中的其他操作成为死代码。

（“仅当使用”限制也是我的编译器生成警告而不是硬错误的原因。）

现在，如果我将您的程序修改为具有明确定义的行为，例如

#include <stdio.h>
#include <string.h>

void add(int *sum, int a, int b)
{
    int result = a+b;
    memcpy(sum, &result, sizeof(int));
}

int main(void)
{
    int a;
    add(&a, 1, 2);
    printf("%i\n",a);
    return 0;
}

然后我确实看到了 memcpy 调用已被内联代码替换的汇编代码：

add:
    addl    %edx, %esi
    movl    %esi, (%rdi)
    ret

这是许多现代 C 编译器的一个特性：它们知道 C 库的某些函数的作用，并且可以在有意义时内联它们。 （您可以看到，在这种情况下，生成的代码比实际调用 memcpy 时生成的代码更小更快。）

GCC 允许我使用命令行选项关闭此功能：

$ gcc -O2 -ffreestanding test.c
$ sed -ne '/^add:/,/cfi_endproc/{; /^\.LF[BE]/d; /\.cfi_/d; p; }' test.s
add:
    subq    $24, %rsp
    addl    %edx, %esi
    movl    $4, %edx
    movl    %esi, 12(%rsp)
    leaq    12(%rsp), %rsi
    call    memcpy@PLT
    addq    $24, %rsp
    ret

在此模式下，add 中对memcpy 的调用与main 中对printf 的调用相同。您的编译器可能有类似的选项。