给定堆栈和寄存器的状态，我们可以预测 printf 未定义行为的结果吗

Question

这里有一些简单的 C 代码用于 class 测验：

#include <stdio.h>

int main() {
  float a = 2.3;
  printf("%d\n", a);
  return 0;
}

已编译并运行于：

Apple LLVM 版本 6.1.0 (clang-602.0.53)（基于 LLVM 3.6.0svn）
目标：x86_64-apple-darwin14.5.0

这段代码的输出是undefined。我试图通过使用调试器（gdb 中的 X 命令）检查 a 附近的内存来预测输出。比如a的地址是0x7fff5fbffb98，那么&a附近的上下文如下：

0x7fff5fbffb98: 1075000115
0x7fff5fbffb9c: 0
0x7fff5fbffba0: 1606417336
0x7fff5fbffba4: 32767
0x7fff5fbffba8: -1754266167
0x7fff5fbffbac: 32767
0x7fff5fbffbb0: -1754266167
0x7fff5fbffbb4: 32767

那么printf的输出就是1606417352。我知道使用不正确的说明符时的输出是未定义的。出于好奇，我预计此未定义行为的输出与运行ning 堆栈或寄存器中的某些内存相关，但我还没有弄清楚如何关联它。

那么这个printf的输出是用哪个地址或者寄存器来设置的呢？换句话说，给定运行ning 堆栈的状态，以及来自所有寄存器的所有值，我们能否预测（如果是的话如何预测）这种未定义行为的输出？

Answer 1

在带有 SysV calling convention 的 AMD64 上（几乎每个系统都使用，但 Windows），函数的前几个参数在寄存器中传递。这就是为什么你在堆栈上看不到它们的原因：它们没有在堆栈上传递。

具体来说，前几个整数或指针参数在rdi、rsi、rdx中传递，而前几个浮点参数在xmm0中传递、xmm1 和 xmm2。由于 a 是在 xmm0 中传递的，但是 printf 试图从 rsi 中读取一个数字，您将看不到您提供的数字与打印出来的数字之间的任何关联。

对于未来的读者：请注意，OP 试图做的是 undefined behavior。 ISO 9899:2011 指定应为 %d 传递 int，但 OP 试图将其与 double 一起使用（在默认参数提升之后）。为此，OP 应该使用 %f 代替。使用错误的格式说明符是未定义的行为。请不要假设 OP 的观察结果适用于您的系统或任何地方，也不要编写此类代码。

Answer 2

您尝试使用 %d 作为 float:

d 说明符用于 有符号十进制整数

f说明符用于十进制浮点数

使用错误的说明符导致 Undefined behavior

你依赖了一个自动变量的地址：

I try to predict the output by viewing the memory near a

a是一个自动变量，每次编译它的地址都会改变，所以memory-near-a也会随着每次编译而改变。

因此，"viewing the memory near a" 也会导致未定义的行为。

解法：

你与未定义的行为无关（在这种情况下），所以为了节省时间而忘记它，它会让你的生活更轻松。

给定堆栈和寄存器的状态，我们可以预测 printf 未定义行为的结果吗

Given the state of the stack and registers, can we predict the outcome of printf's undefined behavior

c

gcc

compilation

undefined-behavior