C语言以数组和结构体传参

C语言函数调用时的传参操作在32位x86机器上依赖栈进行.而在x86_64的机器上使用了部分寄存器作为辅助,但如果参数过多,寄存器不够使用,此时也必须借助于栈操作实现传参.尽管C语言对函数传递参数的个数没有明确限制(依编译器实现而定:http://stackoverflow.com/questions/9034787/function-parameters-max-number),但过多的参数传递势必影响代码执行效率.

通常C语言函数传参是非常明确的,如下面这个函数:

int test(int a,float b,int *pointer);

注:以下例子均使用32位x86,gcc编译器说明.

但如果把数组或结构体作为参数传递呢?到底传递了多少参数,占用了多少栈空间?

typedef struct list{
    int a;
    int b;
    int c;
    int d;
    int e;
}list;
int test1(int array[5]);
int test2(list listtest);

先看数组的例子:

/*passing arguments test:array*/
#include<stdio.h>
void array(int tmp[5]){
        printf("%d\n",tmp[2]);
}
int main(void){
        int test[]={1,2,3,4,5};
        array(test);
}

编译成汇编代码,先截取main函数传参部分:

        movl    $1, -32(%ebp)
        movl    $2, -28(%ebp)
        movl    $3, -24(%ebp)
        movl    $4, -20(%ebp)
        movl    $5, -16(%ebp)
        leal    -32(%ebp), %eax
        pushl   %eax
        call    array

可以看到,在main函数中先将数组元素写入数组空间内,然后将数组地址(即元素a[0]的地址)保存在eax中,接着把eax压栈,最后调用array函数.再看看array函数:

array:
.LFB0:
        pushl   %ebp
        movl    %esp, %ebp
        subl    $8, %esp
        movl    8(%ebp), %eax
        addl    $8, %eax
        movl    (%eax), %eax
        subl    $8, %esp
        pushl   %eax
        pushl   $.LC0
        call    printf
        addl    $16, %esp
        nop
        leave
        ret

首先是老套的操作:保存ebp,同步ebp和esp,esp向下移动,以建立新函数栈环境.然后取8(%ebp).what is it?其实函数执行到这里经过了3次压栈:pushl %eax,call array,pushl %ebp.而每一次压栈都是32位,也就是4个字节.所以0(%ebp)是pushl %ebp的值,4(%ebp)是函数返回地址,8(%ebp)是pushl %eax的值,即数组地址.当然后面的addl $8,%eax就是tmp[2]的地址了,不再赘述.说了这么多,总之一句话,array(test)仅仅是传递了一个数组地址而已,并没有把整个数组元素一起作为参数传给子函数.

再来看结构体的例子:

#include<stdio.h>
typedef struct list{
        int a;
        int b;
        int c;
        int d;
}list;
void test(list tmp){
        printf("%d\n",tmp.b);
}
int main(void){
        list tmp={.a=10,.b=20,.c=30,.d=40};
        test(tmp);
}

同样截取main函数参数传递片段:

        movl    $10, -24(%ebp)
        movl    $20, -20(%ebp)
        movl    $30, -16(%ebp)
        movl    $40, -12(%ebp)
        pushl   -12(%ebp)
        pushl   -16(%ebp)
        pushl   -20(%ebp)
        pushl   -24(%ebp)
        call    test

可以看到,这下是实实在在把结构体中的成员全部压栈了.因此在开源项目代码中,常常不会看到以结构体作为参数的,而是传递一个指向该结构体的指针.这样无论结构体有多少成员,压栈也仅仅压入一个值了.如下面的代码:

#include<stdio.h>
typedef struct list{
        int a;
        int b;
        int c;
        int d;
}list;
void test(list *tmp){
        printf("%d\n",tmp->b);
}
int main(void){
        list tmp={.a=10,.b=20,.c=30,.d=40};
        test(&tmp);
}