Ответ 1
Чтобы расширить ответ на @larsman (в котором говорится, что, поскольку вы нарушили ограничение, поведение undefined), здесь выполняется реальная реализация C, где sizeof(int) == sizeof(void*), но код не эквивалентен printf( "%p", (void*)rand() );
Процессор Motorola 68000 имеет 16 регистров, которые используются для общих вычислений, но они не эквивалентны. Восемь из них (с именем a0 через a7) используются для доступа к памяти (регистры адресов), а остальные восемь (от d0 до d7) используются для арифметических (регистров данных). Допустимым вызовом для этой архитектуры будет
- Передайте первые два целочисленных параметра в
d0иd1; передайте остальные в стек. - Передайте первые два параметра указателя в
a0иa1; передайте остальные в стек. - Передайте все остальные типы в стеке, независимо от размера.
- Параметры, переданные в стеке, перемещаются справа налево независимо от типа.
- Параметры на основе стека выровнены по 4-байтным границам.
Это совершенно законное соглашение о вызове, аналогичное соглашениям, используемым многими современными процессорами.
Например, чтобы вызвать функцию void foo(int i, void *p), вы пройдете i в d0 и p в a0.
Обратите внимание, что для вызова функции void bar(void *p, int i) вы также проходите i в d0 и p в a0.
В соответствии с этими правилами printf("%p", rand()) передаст строку формата в a0 и параметр случайного числа в d0. С другой стороны, printf("%p", (void*)rand()) передаст строку формата в a0 и параметр случайного указателя в a1.
Структура va_list будет выглядеть так:
struct va_list {
int d0;
int d1;
int a0;
int a1;
char *stackParameters;
int intsUsed;
int pointersUsed;
};
Первые четыре элемента инициализируются соответствующими входными значениями регистров. stackParameters указывает на первые параметры на основе стека, переданные через ..., а intsUsed и pointersUsed инициализируются числом именованных параметров, которые являются целыми числами и указателями соответственно.
Макрос va_arg является встроенным компилятором, который генерирует другой код на основе ожидаемого типа параметра.
- Если тип параметра является указателем, то
va_arg(ap, T)расширяется до(T*)get_pointer_arg(&ap). - Если тип параметра является целым числом, то
va_arg(ap, T)расширяется до(T)get_integer_arg(&ap). - Если тип параметра является чем-то другим, то
va_arg(ap, T)расширяется до*(T*)get_other_arg(&ap, sizeof(T)).
Функция get_pointer_arg выполняется следующим образом:
void *get_pointer_arg(va_list *ap)
{
void *p;
switch (ap->pointersUsed++) {
case 0: p = ap->a0; break;
case 1: p = ap->a1; break;
case 2: p = *(void**)get_other_arg(ap, sizeof(p)); break;
}
return p;
}
Функция get_integer_arg выполняется следующим образом:
int get_integer_arg(va_list *ap)
{
int i;
switch (ap->intsUsed++) {
case 0: i = ap->d0; break;
case 1: i = ap->d1; break;
case 2: i = *(int*)get_other_arg(ap, sizeof(i)); break;
}
return i;
}
И функция get_other_arg выглядит примерно так:
void *get_other_arg(va_list *ap, size_t size)
{
void *p = ap->stackParameters;
ap->stackParameters += ((size + 3) & ~3);
return p;
}
Как отмечалось ранее, вызов printf("%p", rand()) передал строку формата в a0 и случайное целое число в d0. Но когда функция printf выполняется, она увидит формат %p и выполнит va_arg(ap, void*), который будет использовать get_pointer_arg и прочитает параметр a1 вместо d0. Поскольку a1 не был инициализирован, он содержит мусор. Выбранное случайное число игнорируется.
Взяв пример дальше, если у вас есть printf("%p %i %s", rand(), 0, "hello");, это будет вызываться следующим образом:
-
a0= адрес строки формата (первый параметр указателя) -
a1= адрес строки"hello"(второй параметр указателя) -
d0= случайное число (первый целочисленный параметр) -
d1= 0 (второй целочисленный параметр)
Когда функция printf выполняется, она считывает строку формата из a0, как ожидалось. Когда он увидит %p, он будет извлекать указатель из a1 и печатать его, поэтому вы получите адрес строки "hello". Затем он увидит %i и извлечет параметр из d0, чтобы он печатал случайное число. Наконец, он видит %s и извлекает параметр из стека. Но вы не передавали никаких параметров в стек! Это будет читать мусор стека undefined, который, скорее всего, сбой вашей программы, когда он попытается напечатать ее, как если бы это был указатель на строку.