C語言中,未初始化的局部變量到底是多少?
答案往往是:
- 與編譯器有關。
- 可能但不保證初始化為0。
- 未确定。
總之,全部都是些一本正經的形而上答案,這很令人讨厭。
但凡一些人給你滔滔不絕地扯編譯器,C庫,處理器體系結構卻給不出一個實際場景複現問題的時候,這人大機率在扯淡。
其實,這個問題本身就是錯誤的問法,說全了能講10萬字,我們隻要能在特定場景下确定其特定行為就OK了,當然,這就需要設計一個比較OK的實驗。
在示範一個實際代碼行為之前,先給出一個知識, CPU不認識變量,更無法識别變量的名字,CPU隻會從特定的記憶體位置取值或者将值存到特定的記憶體位置,是以當問一個變量的值是多少的時候,必須要知道這個變量對應的值被儲存在什麼地方。
來看下面的代碼:
![](https://img.laitimes.com/img/__Qf2AjLwojIjJCLyojI0JCLicmbw5yMwgTO4EWMiVzYycjZwUzYwUGOjJzMyYGZwgTOzYWYy8CX0JXZ252bj91Ztl2Lc52YucWbp5GZzNmLn9Gbi1yZtl2Lc9CX6MHc0RHaiojIsJye.png)
我們有func1~func4一共4個函數,其内部均有一個未初始化的局部變量,它們的值到底是多少呢?
對于這種局部變量,它們的值取決于:
- 變量在棧中的位置。
- 變量對應的棧位置在 之前 有沒有被store過。
可以看到,上述第一點标記了一個記憶體位置,第二點則是代碼的行為,也就是說,隻要有代碼去store對應的位置, 且後續的代碼沒有reset該位置的值的話,該位置就會保留着原先被store後的值。
驗證非常簡單,試一下就知道了:
按照函數調用棧幀的變化,func1的局部變量a和func2的局部變量b顯然是位于同一個位置的,在func1被調用時,這是一塊新的記憶體(可能在進入main之前有棧幀到達過這個位置),a的值取決于調入記憶體該位置的頁面對應偏移的初始值,這取決于作業系統:
- 作業系統在配置設定給程式頁面時可能會将頁面clear為零頁。
棧的配置設定不會涉及C庫,這裡顯然并不涉及C庫的行為,但類似malloc配置設定的記憶體則涉及C庫了。
列印結果,a的值為0,我們認為作業系統傳回給了應用程式零頁。接下來在func1中将其指派12345之後函數傳回,接下來調用func2的時候,在之前func1已經退出的棧幀位置重建棧幀,對應位置依然還是12345。
我沒有看到func1的ret操作後面有stack清0的代碼指令。效率考慮,也不該有這樣的指令。
再看test_call函數,很明顯,func3和func4調用使用的并不是同一個棧幀,是以即便是在func3中對c指派了54321,也不會影響在其棧幀之上的func4的棧幀對應位置的值d。是以c和d的初始值均保持為0。
那麼,初始化一個局部變量和不初始化一個局部變量,在指令層面上,差別在哪裡呢?
很簡單,親眼看一下就知道,先看未初始化局部變量的func1:
再看初始化局部變量a為2222的版本:
僅僅差了一條指令:
4005b5: c7 45 fc 00 00 00 00 movl $0x0,-0x4(%rbp)
初始化的操作是依靠實實在在的指令完成的。
總結一句, 函數傳回在pop出目前棧幀的時候,并不會清理它遺留在棧幀裡的資料,下個函數調用再次重用到該棧幀的記憶體時,未初始化的局部變量将會被遺留資料影響,進而變得不确定!
原文:https://blog.csdn.net/dog250/article/details/107403337
是以,記得初始化你的局部變量。