按值 return 堆栈分配结构安全吗？

Question

[注意：这是从 https://softwareengineering.stackexchange.com/q/369604/126197 转载的，出于某种原因，这个问题立即被否决了。两次。显然这里有更多的爱！]

这是从供应商示例中改述的一些代码。

我一直在寻找有关按值传递堆栈分配结构的权威文档，但没有找到明确的词。简而言之：C99 是否保证它是安全的？

typedef struct {
    int32_t upper;
    int32_t lower;
} boundaries_t;

static boundaries_t calibrate() {
    boundaries_t boundaries;         // struct allocated on stack

    boundaries.upper = getUpper();
    boundaries.lower = getLower();
    return boundaries;               // return struct by value
}

int main() {
    boundaries_t b;

    b = calibrate();
    // do stuff with b
    ...
}

请注意 calibrate() 在堆栈上分配 boundaries 结构，然后按值 returns 它。

如果编译器可以保证 calibrate() 的栈帧在赋值给 b 时是完整的，那么一切都很好。也许这是 C99 按值传递中约定的一部分？

（上下文：我的世界是很少见按值传递的嵌入式系统。我知道从堆栈分配的结构返回指针是灾难的根源，但是这个传递- 按价值的东西感觉很陌生。）

Answer 1

是的，绝对安全。当您按值 return 时，它会将结构的成员复制到调用者的结构中。只要该结构不包含任何指向本地对象的指针，它就是有效的。

返回结构往往不常见，因为如果它们很大，则需要进行大量复制。但有时我们将数组放入结构中，以允许它们像其他数据类型一样按值传递和 returned（当用作参数或 return 值时，数组通常会退化为指针）。

原始提问者的附录

（我相信@Barmar 不会介意...）

正如@DanielH 指出的那样，在SysV ABI for amd64 的情况下，编译器将对return 结构按值进行规定。如果它很小，整个结构可以 returned 在寄存器中（读取：快速）。如果它更大，编译器会在调用者的堆栈帧中分配空间并将指针传递给被调用者。然后，被调用者将结构的值复制到 return 上的那个结构中。来自文档：

If the type has class MEMORY, then the caller provides space for the return value and passes the address of this storage in %rdi as if it were the first argument to the function. In effect, this address becomes a “hidden” first argument.

Answer 2

b = calibrate();
// do stuff with b

行为端正。

boundaries_t 仅包含整数类型作为成员。按值传递它并在函数调用中使用它分配给它的对象是完全安全的。

Answer 3

我没有 link C99 参考，但引起我注意的是结构赋值。

Assign one struct to another in C

基本上是Barmar的回应。

按值 return 堆栈分配结构安全吗？

Is it safe to return a stack-allocated structure by value?

c

c99

原始提问者的附录