函数未声明引起的问题_调用未声明的函数loss of sign(assignment)-优快云博客

文章讲述了在x8664架构的Ubuntu系统上，由于函数返回的64位指针被截断导致SegmentFault。作者通过gdb调试和反汇编分析，揭示了问题源于编译时函数返回类型未正确声明，以及编码规范的重要性。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

问题描述

在x86 64位机器、ubuntu系统上运行应用程序时出现segment fault。

问题分析

gdb单步调试发现某个指针的值有问题，导致访问该指针指向的数据时出现segment fault。该指针的值由一个函数返回获得。进一步调试发现该函数返回的指针值高32位被截断了，本来是64位的虚拟地址，函数返回后高32位变为0，低32位保持不变。

因为之前在windows上开发遇到过类似问题，怀疑是调用该函数的文件未声明该函数，导致编译该文件的时候无法知道该函数的返回类型，编译器就默认该函数返回值为32位数据，导致高32位被截断。

示例

main.c代码如下：

#include <stdio.h>

int main()
{
        printf("%llx\n", fun());
        return 0;
}

fun.c代码如下：

long long fun()
{
        return 0x1122334455667788;
}

编译运行结果如下，发现高32位被截断：

root@test:/home/test# gcc -c main.c

root@test:/home/test# gcc -c fun.c

root@test:/home/test# gcc main.o fun.o -o out

root@test:/home/test# ./out
55667788

反汇编代码如下，函数fun汇编代码movabs $0x1122334455667788,%rax将0x1122334455667788放入64位寄存器rax后，main函数汇编代码mov %eax,%esi将eax赋值给32位寄存器esi，在x86架构中，rax是64位通用寄存器，而eax则是rax寄存器的低32位部分，造成数据被截断。

root@test:/home/test# objdump -d main.o

main.o:     file format elf64-x86-64


Disassembly of section .text:

0000000000000000 <main>:
   0:   f3 0f 1e fa             endbr64
   4:   55                      push   %rbp
   5:   48 89 e5                mov    %rsp,%rbp
   8:   b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax
   d:   e8 00 00 00 00          callq  12 <main+0x12>
  12:   89 c6                   mov    %eax,%esi       #eax为rax寄存器的低32位部分
  14:   48 8d 3d 00 00 00 00    lea    0x0(%rip),%rdi        # 1b <main+0x1b>
  1b:   b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax
  20:   e8 00 00 00 00          callq  25 <main+0x25>
  25:   b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax
  2a:   5d                      pop    %rbp
  2b:   c3                      retq
root@test:/home/test# objdump -d fun.o

fun.o:     file format elf64-x86-64


Disassembly of section .text:

0000000000000000 <fun>:
   0:   f3 0f 1e fa             endbr64
   4:   55                      push   %rbp
   5:   48 89 e5                mov    %rsp,%rbp
   8:   48 b8 88 77 66 55 44    movabs $0x1122334455667788,%rax
   f:   33 22 11
  12:   5d                      pop    %rbp
  13:   c3                      retq


root@test:/home/test# objdump -d out
.......
0000000000001149 <main>:
    1149:       f3 0f 1e fa             endbr64
    114d:       55                      push   %rbp
    114e:       48 89 e5                mov    %rsp,%rbp
    1151:       b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax
    1156:       e8 1a 00 00 00          callq  1175 <fun>
    115b:       89 c6                   mov    %eax,%esi
    115d:       48 8d 3d a0 0e 00 00    lea    0xea0(%rip),%rdi        # 2004 <_IO_stdin_used+0x4>
    1164:       b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax
    1169:       e8 e2 fe ff ff          callq  1050 <printf@plt>
    116e:       b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax
    1173:       5d                      pop    %rbp
    1174:       c3                      retq

0000000000001175 <fun>:
    1175:       f3 0f 1e fa             endbr64
    1179:       55                      push   %rbp
    117a:       48 89 e5                mov    %rsp,%rbp
    117d:       48 b8 88 77 66 55 44    movabs $0x1122334455667788,%rax
    1184:       33 22 11
    1187:       5d                      pop    %rbp
    1188:       c3                      retq
    1189:       0f 1f 80 00 00 00 00    nopl   0x0(%rax)
.......

将main.c添加上函数声明后如下：

#include <stdio.h>

long long fun();

int main()
{
        printf("%llx\n", fun());
        return 0;
}

重新编译运行结果如下：

root@test:/home/test# ./out
1122334455667788

反汇编结果如下，与上面被截断的情况对比可以发现，main函数汇编语句mov %rax,%rsi是将64位寄存器赋值给了64位寄存器rsi，在x86架构中，rsi是64位通用寄存器，而esi则是rsi寄存器的低32位部分：

root@test:/home/test# objdump -d main.o

main.o:     file format elf64-x86-64


Disassembly of section .text:

0000000000000000 <main>:
   0:   f3 0f 1e fa             endbr64
   4:   55                      push   %rbp
   5:   48 89 e5                mov    %rsp,%rbp
   8:   b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax
   d:   e8 00 00 00 00          callq  12 <main+0x12>
  12:   48 89 c6                mov    %rax,%rsi
  15:   48 8d 3d 00 00 00 00    lea    0x0(%rip),%rdi        # 1c <main+0x1c>
  1c:   b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax
  21:   e8 00 00 00 00          callq  26 <main+0x26>
  26:   b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax
  2b:   5d                      pop    %rbp
  2c:   c3                      retq

root@test:/home/test# objdump -d fun.o

fun.o:     file format elf64-x86-64


Disassembly of section .text:

0000000000000000 <fun>:
   0:   f3 0f 1e fa             endbr64
   4:   55                      push   %rbp
   5:   48 89 e5                mov    %rsp,%rbp
   8:   48 b8 88 77 66 55 44    movabs $0x1122334455667788,%rax
   f:   33 22 11
  12:   5d                      pop    %rbp
  13:   c3                      retq

root@test:/home/test# objdump -d out
.......
0000000000001149 <main>:
    1149:       f3 0f 1e fa             endbr64
    114d:       55                      push   %rbp
    114e:       48 89 e5                mov    %rsp,%rbp
    1151:       b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax
    1156:       e8 1b 00 00 00          callq  1176 <fun>
    115b:       48 89 c6                mov    %rax,%rsi
    115e:       48 8d 3d 9f 0e 00 00    lea    0xe9f(%rip),%rdi        # 2004 <_IO_stdin_used+0x4>
    1165:       b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax
    116a:       e8 e1 fe ff ff          callq  1050 <printf@plt>
    116f:       b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax
    1174:       5d                      pop    %rbp
    1175:       c3                      retq

0000000000001176 <fun>:
    1176:       f3 0f 1e fa             endbr64
    117a:       55                      push   %rbp
    117b:       48 89 e5                mov    %rsp,%rbp
    117e:       48 b8 88 77 66 55 44    movabs $0x1122334455667788,%rax
    1185:       33 22 11
    1188:       5d                      pop    %rbp
    1189:       c3                      retq
    118a:       66 0f 1f 44 00 00       nopw   0x0(%rax,%rax,1)
.......

总结

这个问题很简单，之前在windows上是调试其他同事的代码遇到了类似问题，最近自己开发的代码又遇到了类似的问题，所以记录一下。之前同事的代码是忘记将函数声明写入相关头文件中，我这次虽然将函数声明写入了相关头文件，但是将函数声明放入了一个预编译宏控制的区域里（之前配置文件默认定义了该宏，后面其他同事将配置文件改为默认不定义该宏），而该宏并未定义。

编码规范很重要，当年刚毕业进公司就要学习编码规范，条例很多，掌握并严格执行编码规范可以避免很多坑。