关于返回结构体的函数
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(一)不超过8 bytes 的小结构体可以通过EDX:EAX 返回。
本文的范例代码取材于《汇编中函数返回结构体的方法》一文,并在此基础上进行修改和试验。要研究的第一份代码如下,定义一个不超过8 bytes 的小结构体,不超过8 bytes 是因为这个结构体能够用EDX:EAX 容纳,我们之后将看到在release 编译时,编译器能够向返回普通基础类型那样进行返回。
#include
//不超过 8 bytes 的“小结构体”
struct A
{
int a;
int b;
};
//返回结构体的函数
struct A add(int x, int y)
{
struct A t;
t.a = x * y;
return t;
}
int main()
{
struct A t = add(3, 4);
printf("t.a = %ld\n", t.a);
return0;
}
首先,我们需要解决一个常见困惑,就是要明确这段代码和下面的典型错误代码的区别:char* get_buffer()
{
char buf[8];
return buf;
}
上面的get_buffer 返回的是栈上的临时变量空间,在函数返回后,其所在的空间也就被“回收/释放”了,也就是说函数返回的地址位于栈的增长方向上,是不稳定和不被保证的。
那么返回结构体的函数则不同,你可以发现返回结构体的函数是工作正常有效的。在add 函数中有一个临时性结构体t,毫无疑问,t 将在add 函数返回时被释放,但由于t 被当做“值”进行返回,因此编译器将保证add 的返回值对于add 的调用者(caller)来说是有效的。
另外需要明确的一点是,我个人觉得,现实里这种返回结构体的方式比较少见,后面将会看到这样做会产生临时对象和多余拷贝过程,效率不高。常见方法是传递结构体指针。但作为语言上允许的方式,有必要弄清楚编译器如何实现这种方式,而要弄清楚这个问题,需要查看汇编代码。使用VC6 输入上述代码,下面分别给出其汇编代码。
(1)debug 版本,汇编代码如下。
small_struct_debug
下面是实现方式的栈示意图:
总结:
(1.1)用edx:eax 传递返回值。调用方不需要在栈上向add 函数传递接受返回值的地址。
(2.2)debug 版本在调用方生成临时对象返回值,然后再把临时对象拷贝到main 临时变量所在地址。效率低。
(2)release 版本,汇编代码如下:
small_struct_release
总结:
(2.1)同(1.1),用edx:eax 传递返回值,不需要传递接收返回值的地址。
(2.2)release 版本调用方没有临时对象,效率基本等同于传结构体指针。
(2.3)release 版本优化的太厉害,甚至都没有把返回值完整的拷贝到临时变量t (只拷贝了结构体中的成员t.b,t.a 的拷贝被认为没有存在价值而被优化掉了,因为t.a 的值存于eax),和高级语言有较大差别。