GCC為什么以及如何通過缺少return語句來編譯函數？

Question

#include <stdio.h>

char toUpper(char);

int main(void)
{
    char ch, ch2;
    printf("lowercase input : ");
    ch = getchar();
    ch2 = toUpper(ch);
    printf("%c ==> %c\n", ch, ch2);

    return 0;
}

char toUpper(char c)
{
    if(c>='a'&&c<='z')
        c = c - 32;
}

在toUpper函數中，返回類型為char，但是toUpper（）中沒有“ return”。 並使用gcc（GCC）4.5.1 20100924（Red Hat 4.5.1-4），fedora-14編譯源代碼。

當然，會發出警告：“警告：控制到達非無效功能的盡頭”，但是效果很好。

用gcc編譯期間該代碼中發生了什么？ 在這種情況下，我想得到一個可靠的答案。 謝謝 ：）

Answer 1

您遇到的是，當C程序被編譯為匯編語言時，您的toUpper函數最終像這樣結束：

_toUpper:
LFB4:
        pushq   %rbp
LCFI3:
        movq    %rsp, %rbp
LCFI4:
        movb    %dil, -4(%rbp)
        cmpb    $96, -4(%rbp)
        jle     L8
        cmpb    $122, -4(%rbp)
        jg      L8
        movzbl  -4(%rbp), %eax
        subl    $32, %eax
        movb    %al, -4(%rbp)
L8:
        leave
        ret

在％eax寄存器中進行32的減法。 在x86調用約定中，這是期望返回值的寄存器！ 所以...你很幸運。

但是請注意警告。 他們在那里是有原因的！

Answer 2

它取決於應用程序二進制接口以及用於計算的寄存器。

例如在x86上，第一個函數參數和返回值存儲在EAX ，因此gcc最有可能也使用它來存儲計算結果。

Answer 3

本質上，將c推送到應該稍后用返回值填充的位置； 由於不會被return覆蓋，因此最終會返回為值。

請注意，依賴於此（使用C語言或其他不是顯式語言功能的語言，例如Perl）是Bad Idea™。 在極端。

Answer 4

需要了解的一件事很重要，那就是省略return語句很少是可診斷的錯誤。 考慮以下功能：

int f(int x)
{
    if (x!=42) return x*x;
}

只要你永遠不與42的參數調用它，包含此功能的程序是完全合法的C和，不調用任何不確定的行為，盡管事實上，它會調用UB如果你叫f(42)並隨后試圖使用返回值。

這樣，盡管編譯器有可能為缺少的return語句提供警告啟發式，但如果沒有誤報或誤報，就不可能這樣做。 這是不可能解決暫停問題的結果。

Answer 5

我不知道您平台的細節，因為我不知道，但是您所看到的行為有一個普遍的答案。

編譯具有返回值的某個函數時，編譯器將使用有關如何返回該數據的約定。 它可以是機器寄存器，也可以是定義的內存位置，例如通過堆棧或其他任何方式（盡管通常使用機器寄存器）。 編譯的代碼在執行功能時也可以使用該位置（注冊或其他方式）。

如果函數不返回任何內容，則編譯器將不會生成用返回值顯式填充該位置的代碼。 但是，就像我上面說的那樣，它可能在功能期間使用該位置。 當您編寫讀取返回值的代碼(ch2 = toUpper(ch);) ，編譯器將編寫使用其約定的代碼，說明如何從常規位置檢索返回值。 就調用者代碼而言，即使未在其中明確寫入任何內容，它也只會從該位置讀取該值。 因此，您獲得了價值。

現在來看@Ray的示例，編譯器使用EAX寄存器存儲上套管操作的結果。 碰巧的是，這可能是返回值被寫入的位置。 在調用方ch2上加載了EAX中的值-因此是幻像返回。 這僅適用於x86系列處理器，因為在其他體系結構上，編譯器可能會使用完全不同的方案來決定如何組織約定。

但是，優秀的編譯器將根據局部條件，代碼知識，規則和啟發式方法嘗試進行優化。 因此要注意的重要一點是，這只是運氣。 編譯器可以優化而不執行此操作或執行其他操作-您不應就此行為進行回復。

Answer 6

您應該記住，取決於編譯器，此類代碼可能會崩潰。 例如，clang在此類函數的末尾生成ud2指令，您的應用程序將在運行時崩潰。

Answer 7

我嘗試了一個小程序：

#include <stdio.h>
int f1() {
}
int main() {
    printf("TEST: <%d>\n",  f1());
    printf("TEST: <%d>\n",  f1());
    printf("TEST: <%d>\n",  f1());
    printf("TEST: <%d>\n",  f1());
    printf("TEST: <%d>\n",  f1());
}

結果：

測試：<1>

測試：<10>

測試：<11>

測試：<11>

測試：<11>

我使用了mingw32-gcc編譯器，因此可能會有差異。

您可以試玩一下，例如使用char函數。 只要您不使用結果值，它就可以正常工作。

#include <stdio.h>
char f1() {
}
int main() {
    f1();
}

但是我仍然建議設置void函數或提供一些返回值。

您的函數似乎需要返回：

char toUpper(char c)
{
    if(c>='a'&&c<='z')
        c = c - 32;
    return c;
}

Answer 8

沒有局部變量，因此函數末尾堆棧頂部的值將是參數c。 退出時位於堆棧頂部的值是返回值。 因此，無論c保持多少，這就是返回值。